TW202201511A - 加工裝置 - Google Patents

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TW202201511A
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小嶋芳昌
佐佐木翔平
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供作業者可在加工裝置上確認切削溝的加工精度的加工裝置。 [解決手段]提供一種加工裝置，其係具備：吸盤平台，其係具備具有由一面至另一面以透明材形成的特定區域的板狀的保持構件；第1攝像單元，其係對被加工物的背面側攝像；第2攝像單元，其係對被加工物的表面側攝像；顯示裝置；及控制部，其係沿著被加工物的厚度方向，排列第1畫像資訊、與第2畫像資訊的至少任一者，該第1畫像資訊係在將第1攝像單元的焦點位置沿著被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對加工溝攝像所得的第1畫像群之中表示加工溝的形狀者，該第2畫像資訊係在將第2攝像單元的焦點位置沿著被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對加工溝攝像所得的第2畫像群之中表示加工溝的形狀者，藉此作成加工溝的3次元畫像而使其顯示在顯示裝置。

Description

加工裝置
本發明係關於在保持在表面側形成有元件的被加工物的該表面側的狀態下，將被加工物的背面側加工的加工裝置。
被利用在行動電話、個人電腦等電氣機器的半導體元件晶片係例如藉由將由矽等半導體材料所形成的圓盤狀的晶圓(被加工物)加工來製造。在被加工物的表面係設定有複數分割預定線，在以複數分割預定線予以區劃的各區域係形成有IC(Integrated Circuit，積體電路)、LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)等元件。
為了由被加工物製造元件晶片，例如，藉由研削被加工物的背面側，將被加工物薄化成特定的厚度之後，沿著各分割預定線切削被加工物，藉此將被加工物分割成元件單位來製造元件晶片。
在切削被加工物的切削工程中，使用具備：在心軸的一端部裝設有切削刀的切削單元、及吸引被加工物來保持的吸盤平台的切削裝置。在平常的切削工程中，首先，將被加工物的表面側形成為朝上，以吸盤平台吸引被加工物的背面側來保持。
保持背面側之後，以設在吸盤平台的上方的第1攝影機對被加工物的表面側攝像，藉此進行對準。第1攝影機係具有：供以可見光對被攝體攝像之用的CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合元件)影像感測器、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器等攝像元件。
根據以第1攝影機對形成有對準標記等的被加工物的表面側攝像的結果，進行被加工物的位置補正等對準。對準後，沿著各分割預定線，以切削刀切削被加工物。
但是，近年來，伴隨元件多樣化，有由被加工物的背面側切削被加工物的情形(參照例如專利文獻1)。此時，被加工物的表面側配置成朝下而以吸盤平台予以保持，因此即使以設在吸盤平台的上方的第1攝影機對被加工物的背面側攝像，亦無法對對準標記等攝像。
因此，開發出一種具備由對可見光為透明材料所形成的吸盤平台、及配置在吸盤平台的下方的可見光用的第2攝影機的切削裝置(參照例如專利文獻2)。若使用對可見光為透明的吸盤平台，可在以吸盤平台保持被加工物的表面側的狀態下，由吸盤平台的下方對被加工物的表面側攝像。
但是，近年來，亦大多以切削刀切削功率元件用的半導體晶片所使用的相對較為硬質的半導體基板(例如碳化矽(SiC)基板)。此時，切削溝形成為相對基板的厚度方向呈斜向、或形成為尖端漸細，因此有加工精度降低之虞。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-140341號公報 [專利文獻2]日本特開2010-87141號公報
(發明所欲解決之問題)
因此，為了確認加工精度，以確認切削溝如何形成為宜，惟在上述既有的切削裝置中，僅可分別個別確認被加工物的表面側的畫像、與背面側的畫像。
因此，在現況中，係在切削溝形成後，作業者使用顯微鏡等，對加工溝目視檢查。但是，若進行目視檢查，在切削溝形成後，必須另外耗費目視檢查的作業時間，因此作業效率降低。
本發明係鑑於該問題點而完成者，目的在提供作業者可在加工裝置上確認切削溝的加工精度的加工裝置。 (解決問題之技術手段)
藉由本發明之一態樣，提供一種加工裝置，其係在保持在藉由設定在表面的複數分割預定線被區劃的複數區域的各個設有元件的板狀的被加工物的該表面側的狀態下，將該被加工物加工的加工裝置，其具備：吸盤平台，其係包含：一面、及位於與該一面為相反側的另一面，具備具有由該一面至該另一面以透明材形成的特定區域的板狀的保持構件，且保持該被加工物的該表面側；加工單元，其係對以該吸盤平台保持該表面的該被加工物加工，而在該被加工物形成加工溝；第1攝像單元，其係具有第1攝像元件，且配置在該吸盤平台的上方，對以該吸盤平台所保持的該被加工物的背面側攝像；第2攝像單元，其係具有第2攝像元件，且配置在該吸盤平台的下方，在以該第1攝像單元所攝像的區域與以該被加工物的厚度方向相對應的區域中，對該被加工物的該表面側，透過該保持構件進行攝像；顯示裝置，其係顯示以該第1攝像單元及該第2攝像單元的至少任一者所取得的該被加工物的畫像；及控制部，其係具有：記憶有執行畫像處理的程式的記憶裝置、及按照該程式處理畫像的處理裝置，沿著該被加工物的厚度方向，排列第1畫像資訊、與第2畫像資訊的至少任一者，該第1畫像資訊係在將該第1攝像單元的焦點位置沿著該被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對該加工溝攝像所得的第1畫像群之中表示該加工溝的形狀者，該第2畫像資訊係在將該第2攝像單元的焦點位置沿著該被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對該加工溝攝像所得的第2畫像群之中表示該加工溝的形狀者，藉此作成該加工溝的3次元畫像而使其顯示在該顯示裝置。
較佳為，該控制部係沿著該被加工物的厚度方向，排列該第1畫像資訊與該第2畫像資訊之雙方，藉此作成該加工溝的3次元畫像。 (發明之效果)
本發明之一態樣之控制部係沿著被加工物的厚度方向，排列第1畫像資訊、與第2畫像資訊的至少任一者，該第1畫像資訊係在將第1攝像單元的焦點位置沿著被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對加工溝攝像所得的第1畫像群之中表示加工溝的形狀者，該第2畫像資訊係在將第2攝像單元的焦點位置沿著被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對加工溝攝像所得的第2畫像群之中表示加工溝的形狀者，藉此作成加工溝的3次元畫像而使其顯示在顯示裝置。
因此，作業者係可藉由在顯示裝置中以3次元畫像確認加工溝的形狀，來確認切削溝的加工精度。因此，不需要將被加工物由加工裝置搬送至顯微鏡且以顯微鏡目視檢查被加工物。此外，由於可在加工裝置上確認加工精度，因此與進行目視檢查的情形相比，可提升作業效率。
參照所附圖面，說明本發明之一態樣之實施形態。圖1係第1實施形態之切削裝置(加工裝置)2的斜視圖。其中，在圖1中係以功能區塊圖顯示構成要素的一部分。此外，以下說明中所使用的X軸方向(加工進給方向)、Y軸方向(分級進給方向)及Z軸方向(鉛直方向、切入進給方向)係彼此呈垂直。
切削裝置2係具備支持各構成要素的基台4。在基台4的前方(+Y方向)的角部係形成有開口4a，在該開口4a內係設有匣盒升降機(未圖示)。在匣盒升降機的上面係載置用以收容複數被加工物11(參照圖2)的匣盒6。
被加工物11係例如由矽等半導體材料所成的圓盤狀(板狀)的晶圓。但是，被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。例如，亦可使用由其他半導體、陶瓷、樹脂、金屬等材料所成的基板等作為被加工物11。
如圖2所示，在被加工物11的表面11a係以彼此交叉的態樣設定有複數分割預定線(切割道(street))13。在藉由複數分割預定線13所區劃的複數各個係形成有IC(Integrated Circuit)等元件15、對準標記(未圖示)等。但是，元件15的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等並無限制。
在被加工物11的表面11a側係黏貼有比被加工物11更為大徑的膠帶(切割膠帶)17。膠帶17係以透過可見光的透明材所形成。膠帶17係具有例如基材層、與黏著層(糊層)的積層構造。
基材層係例如由聚烯烴(PO)等所形成。黏著層係由例如紫外線(UV)硬化型的丙烯酸樹脂等黏著性樹脂所形成。該膠帶17的黏著層側被黏貼在被加工物11的表面11a側。
在膠帶17的外周部分係固定由金屬所形成的環狀的框架19。如上所示，被加工物11係在透過膠帶17而在框架19予以支持的被加工物單元21的狀態下被收容在匣盒6。圖2係被加工物單元21的斜視圖。
如圖1所示，在開口4a的後方(-Y方向)係形成有以X軸方向呈長形的開口4b。在開口4b係配置有圓盤狀的吸盤平台10。其中，在吸盤平台10的外周部係設有沿著圓周方向離散地形成有吸引口的圓環狀的框架吸引板(未圖示)。
在此，參照圖3至圖5，更進一步詳加說明吸盤平台10等。圖3係吸盤平台10等的斜視圖，圖4係吸盤平台10等的部分剖面側面圖。但是，在圖4中，為方便起見，省略了影線。圖5係圖4的區域A的放大圖。在圖5中係以功能區塊圖顯示構成要素的一部分。
吸盤平台10係具有圓盤狀(板狀)的保持構件12。保持構件12係包含：大致平坦的一面12a、及位於與該一面12a為相反側的另一面12b(參照圖5)。保持構件12係由鈉玻璃、硼矽酸鹽玻璃、石英玻璃等透過可見光的透明材所形成。
在保持構件12的內部係形成有複數流路。在本實施形態的保持構件12的內部，若俯視保持構件12，以將圓盤的中心軸橫切的方式形成有直線狀的第1吸引路12c1 。此外，以在XY平面方向與第1吸引路12c1 呈正交的態樣，形成有直線狀的第2吸引路12c2 。
第1吸引路12c1 及第2吸引路12c2 係在位於圓盤的中心軸的點12c3 相交，彼此相連接。在一面12a的外周部，係以在圓周方向彼此分離的方式形成有複數開口部12d。各開口部12d係形成為並未達至另一面12b而由一面12a至特定的深度。
在第1吸引路12c1 的兩端部、與第2吸引路12c2 的兩端部係分別形成有開口部12d。各開口部12d係藉由形成為保持構件12的外周部的特定深度的外周吸引路12e而在圓周方向相連接。
在開口部12d的外周側係形成有以徑方向延伸的吸引路12f，在吸引路12f係連接有射出器等吸引源14(參照圖5)。若使吸引源14動作而發生負壓，在開口部12d係發生負壓。因此，一面12a係作為吸引被加工物單元21(被加工物11)且保持的保持面發揮功能。
但是，在第1吸引路12c1 、第2吸引路12c2 、開口部12d、外周吸引路12e、吸引路12f等保持構件12的流路中，入射的光的一部分被散射或反射。因此，保持構件12的流路係若由一面12a或另一面12b觀看時，相對可見光並非為完全透明，有具有透光性的情形或為不透明的情形。
但是，除了保持構件12的流路之外的特定區域係由一面12a至另一面12b為透明。例如，藉由第1吸引路12c1 及第2吸引路12c2 作4分割，而且，在保持構件12的徑方向位於比外周吸引路12e更為內側的區域係由一面12a至另一面12b為透明。
在保持構件12的外周係設有由不銹鋼等金屬材料所形成的圓筒狀的框體16。在框體16的上部係形成有開口部16a(參照圖5)，保持構件12係配置成閉塞該開口部16a。
框體16係如圖3及圖4所示，被支持在X軸移動平台18。X軸移動平台18係包含由Z軸方向觀看的形狀為長方形的底板18a。在底板18a的前方(+Y方向)的一端係連接有由Y軸方向觀看的形狀為長方形的側板18b的下端。
在側板18b的上端係連接有由Z軸方向觀看的形狀為與底板18a相同的長方形的頂板18c的前方的一端。在底板18a與頂板18c之間係形成有後方(-Y方向)的一端及X軸方向的兩端呈開放的空間18d。
在底板18a的下方(-Z方向)係以底板18a可滑動的態樣，設有與X軸方向大致呈平行的一對X軸導軌20。一對X軸導軌20係固定在靜止基台(未圖示)的上面。
在鄰接X軸導軌20的位置係設有檢測X軸移動平台18的X軸方向的位置時所使用的X軸線性標度20a。此外，在X軸移動平台18的下面側係設有讀取頭(未圖示)。
在X軸移動平台18移動時，以讀取頭檢測X軸線性標度20a的刻度，藉此算出X軸移動平台18的X軸方向的位置(座標)、或X軸方向的移動量。
在X軸移動平台18的底板18a的下面側係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部，以可旋轉的態樣連結有與X軸導軌20大致平行的X軸滾珠螺桿22。
在X軸滾珠螺桿22的一端部係連結有X軸脈衝馬達24。若以X軸脈衝馬達24使X軸滾珠螺桿22旋轉，X軸移動平台18係沿著X軸導軌20以X軸方向移動。X軸導軌20、X軸滾珠螺桿22、X軸脈衝馬達24等係構成使X軸移動平台18移動的X軸移動機構26。
在X軸移動平台18的頂板18c的上面側，係以可繞與Z軸方向大致平行的旋轉軸旋轉的態樣，框體16被支持在頂板18c。框體16係包含作為圓筒狀的側面的滑輪部16b。滑輪部16b係若以X軸移動平台18支持框體16，位於比頂板18c更為上方。
在X軸移動平台18的側板18b係設有馬達等旋轉驅動源30。在旋轉驅動源30的旋轉軸係設有滑輪30a。在滑輪30a及滑輪部16b係掛有1個旋轉無端環帶(皮帶28)。
若使旋轉驅動源30動作而使滑輪30a旋轉，藉由透過皮帶28而被傳達之力，框體16係繞著與Z軸方向大致平行的旋轉軸旋轉。藉由控制滑輪30a的旋轉，可繞旋轉軸以任意角度旋轉吸盤平台10。
在X軸移動機構26的X軸方向的延長線上係設有Y軸移動機構32。Y軸移動機構32係具備與Y軸方向大致平行的一對Y軸導軌34。一對Y軸導軌34係固定在靜止基台(未圖示)的上面。
在Y軸導軌34上係可滑動地安裝有Y軸移動平台36。在Y軸移動平台36的下面側係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係以可旋轉的態樣連結有與Y軸導軌34大致平行的Y軸滾珠螺桿38。
在Y軸滾珠螺桿38的一端部係連結有Y軸脈衝馬達40。若以Y軸脈衝馬達40使Y軸滾珠螺桿38旋轉，Y軸移動平台36係沿著Y軸導軌34以Y軸方向移動。
在鄰接Y軸導軌34的位置係設有檢測Y軸移動平台36的Y軸方向的位置時所使用的Y軸線性標度(未圖示)。此外，在Y軸移動平台36的下面側係設有讀取頭(未圖示)。
在Y軸移動平台36移動時，係以讀取頭檢測Y軸線性標度的刻度，藉此算出Y軸移動平台36的Y軸方向的位置(座標)、或Y軸方向的移動量。
在Y軸移動平台36的上面係設有Z軸移動機構42。圖6係Z軸移動機構42等的放大斜視圖。Z軸移動機構42係具有被固定在Y軸移動平台36的上面的支持構造42a。
在支持構造42a的X軸移動平台18側的側面係固定有與Z軸方向大致平行的一對Z軸導軌44。在Z軸導軌44係可滑動地安裝有Z軸移動板46。
在Z軸移動板46的背面側(Z軸導軌44側)係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係以可旋轉的態樣連結有與Z軸導軌44大致平行的Z軸滾珠螺桿48。
在Z軸滾珠螺桿48的一端部係連結有Z軸脈衝馬達50。若以Z軸脈衝馬達50使Z軸滾珠螺桿48旋轉，Z軸移動板46係沿著Z軸導軌44以Z軸方向移動。
在鄰接Z軸導軌44的位置係設有Z軸線性標度(未圖示)，在Z軸移動板46的Z軸導軌44側係設有讀取頭(未圖示)。在Z軸移動板46移動時，係以讀取頭檢測Z軸線性標度的刻度，藉此算出Z軸移動板46的Z軸方向的位置(座標)等。
在Z軸移動板46係透過以X軸方向呈長形的支持臂52，固定有下方攝像單元(第2攝像單元)54。本實施形態的下方攝像單元54係包含：低倍率攝影機56、及高倍率攝影機58。
低倍率攝影機56及高倍率攝影機58的各個係具有：聚光透鏡等特定的光學系統、及CCD(Charge-Coupled Device)影像感測器、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)影像感測器等攝像元件(第2攝像元件)。
下方攝像單元54係配置在比吸盤平台10更為下方，各聚光透鏡的光軸以成為與保持構件12的另一面12b呈大致垂直的態樣，與另一面12b相對向而設。
在低倍率攝影機56的側方係設有對位於上方的被攝體(例如被加工物11)照射可見光的照明裝置56a。同樣地，在高倍率攝影機58的側方亦設有照明裝置58a。
若下方攝像單元54對被加工物11攝像，使X軸移動平台18朝Y軸移動平台36側移動，而在空間18d配置下方攝像單元54。接著，將被配置在保持構件12的一面12a側的被加工物11，透過保持構件12由下方進行攝像。
如上所示，可取得表面11a側的正像(亦即實際看到的畫像)。其中，下方攝像單元54亦可未必具有低倍率攝影機56及高倍率攝影機58的2個攝影機。下方攝像單元54亦可僅具有1個特定倍率的攝影機。
在此，返回圖1，說明切削裝置2的其他構成要素。在比X軸移動平台18的頂板18c較為+X方向及-X方向，以覆蓋開口4b的態樣，安裝有伸縮自如的蛇腹狀的防塵防滴蓋件。
在開口4b的上方係以跨越開口4b的方式設有門型的支持構造4c。在支持構造4c的側面之中位於開口4a側的一側面係設有2個加工單元移動機構(分級進給單元、切入進給單元)60。
各加工單元移動機構60係共有固定在支持構造4c的一側面而且與Y軸方向大致平行的一對Y軸導軌62。在Y軸導軌62係以可彼此獨立滑動的態樣安裝有2個Y軸移動板64。
在Y軸移動板64之位於支持構造4c側的一面係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係以可旋轉的態樣連結有與Y軸導軌62大致平行的Y軸滾珠螺桿66。其中，各Y軸移動板64的螺帽部係連結於不同的Y軸滾珠螺桿66。
在各Y軸滾珠螺桿66的一端部係連結有Y軸脈衝馬達68。若以Y軸脈衝馬達68使Y軸滾珠螺桿66旋轉，Y軸移動板64係沿著Y軸導軌62以Y軸方向移動。
在各Y軸移動板64之位於與支持構造4c為相反側的另一面係分別設有與Z軸方向大致平行的一對Z軸導軌72。在Z軸導軌72係可滑動地安裝有Z軸移動板70。
在Z軸移動板70之位於支持構造4c側的一面係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係以可旋轉的態樣連結有與Z軸導軌72呈平行的Z軸滾珠螺桿74。
在Z軸滾珠螺桿74的一端部係連結有Z軸脈衝馬達76。若以Z軸脈衝馬達76使Z軸滾珠螺桿74旋轉，Z軸移動板70係沿著Z軸導軌72以Z軸方向移動。
在Z軸移動板70的下部係設有切削單元(加工單元)78。切削單元78係具備有筒狀的心軸套80。在心軸套80內，以可旋轉的態樣收容有大致圓柱狀的心軸82a(參照圖7)的一部分。
在心軸82a的一端部係設有使心軸82a旋轉的馬達等旋轉驅動機構(未圖示)。此外，在心軸82a的另一端部係裝設有具有圓環狀的切刃的切削刀82b。
以切削刀82b將被加工物11切削(加工)時，首先，在以吸盤平台10吸引保持被加工物11的表面11a之後，將分割預定線13以與X軸方向呈大致平行進行定位。
接著，在將旋轉的切削刀82b的下端定位在表面11a、與保持構件12的一面12a之間的狀態下，使吸盤平台10沿著X軸方向移動。藉此，如圖7所示，切削被加工物11，形成切削溝(加工溝)11c。圖7係顯示在被加工物11形成切削溝11c的樣子的圖。
本實施形態的切削溝11c係由背面11b貫穿至表面11a的所謂全切割溝。切削溝11c係有相對被加工物11的厚度方向呈斜向形成、或形成為隨著由背面11b朝向表面11a呈尖端漸細的情形。
因此，以在切削裝置2上確認在被加工物11如何形成有切削溝11c為宜。在本實施形態中，使用上述之下方攝像單元54、與上方攝像單元(第1攝像單元)84，確認切削溝11c的形狀。
上方攝像單元84係以鄰接切削單元78的態樣，連結於Z軸移動板70的下部。上方攝像單元84係具有：聚光透鏡等特定的光學系統、及攝像元件(第1攝像元件)。
上方攝像單元84係配置在吸盤平台10的上方，聚光透鏡的光軸以與保持構件12的一面12a呈大致垂直的態樣，與一面12a相對向而設。上方攝像單元84係對在一面12a保持表面11a側的被加工物11的背面11b攝像。如上所示，可取得背面11b側的正像。
在相對開口4b與開口4a為相反側的位置設有開口4d。在開口4d內係設有用以洗淨切削後的被加工物11等的洗淨單元86。洗淨單元86係包含：吸引保持被加工物11的洗淨平台88、及以與洗淨平台88相對向的方式配置有噴射口的噴嘴90。
在基台4上係設有未圖示的框體，在框體的前方的側面係設有兼作輸入部、與顯示部的觸控面板(顯示裝置)92。在觸控面板92係顯示在下方攝像單元54及上方攝像單元84的至少任一者被攝像到的畫像、加工條件、GUI(Graphical User Interface，圖形使用者介面)等。
其中，輸入部與顯示部亦可被分離。此時，例如在框體的前方的側面設置視訊監視器、電腦螢幕等顯示裝置、及成為使用者介面的鍵盤、滑鼠等輸入裝置，取代觸控面板92。
切削裝置2係具備控制吸引源14、X軸移動機構26、旋轉驅動源30、Y軸移動機構32、Z軸移動機構42、下方攝像單元54、加工單元移動機構60、上方攝像單元84、切削單元78、觸控面板92等的控制部94。
控制部94係藉由例如包含CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)所代表的處理器等處理裝置、DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)、SRAM(Static Random Access Memory，靜態隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等主記憶裝置、及快閃記憶體、硬碟驅動機、固體狀態驅動機等輔助記憶裝置的電腦所構成。
在輔助記憶裝置係記憶有包含特定程式的軟體。按照該軟體使處理裝置進行動作，藉此實現控制部94的功能。其中，輔助記憶裝置的一部分係作為記憶有使處理裝置執行特定的畫像處理(3次元畫像的作成)的程式的記憶裝置96來發揮功能。
在此，說明本實施形態中的畫像取得及畫像處理。在本實施形態中，首先，將上方攝像單元84及下方攝像單元54的各焦點位置，沿著被加工物11的厚度方向依序定位在不同的複數位置，且對切削溝11c攝像。
被加工物11係被配置成由表面11a朝向背面11b的被加工物11的厚度方向與Z軸方向呈大致平行。圖8係顯示以上方攝像單元84及下方攝像單元54，對尖端漸細形狀的切削溝11c攝像的樣子的圖。
在本實施形態中，以將焦點對在背面11b的上方攝像單元84對切削溝11c攝像後，使用加工單元移動機構60以1μm間距使上方攝像單元84朝下方移動，且在各位置對切削溝11c攝像。藉此，取得第1畫像群23。
此外，以將焦點對在表面11a的下方攝像單元54對切削溝11c攝像後，使用Z軸移動機構42以1μm間距使下方攝像單元54朝上方移動，且在各位置對切削溝11c攝像。藉此，取得第2畫像群25。
此時，以下方攝像單元54及上方攝像單元84以被加工物11的厚度方向對相對應的區域攝像的方式，以X軸移動機構26、Y軸移動機構32、加工單元移動機構60等調整各聚光透鏡的XY座標。
其中，取得第1畫像群23及第2畫像群25的順序並未特別限定。此外，亦可使上方攝像單元84以特定的間距朝上方移動，亦可使下方攝像單元54以特定的間距朝下方移動。
在構成第1畫像群23的複數畫像的各個，係包含有表示在對應焦點位置的深度的切削溝11c的緣部(亦即，表示切削溝11c的形狀)的第1畫像資訊23a。同樣地，在構成第2畫像群25的複數畫像的各個係包含有表示切削溝11c的形狀的第2畫像資訊25a。
畫像取得後，進行畫像處理。在畫像處理中，依焦點位置的高度順序，沿著被加工物11的厚度方向排列第1畫像資訊23a及第2畫像資訊25a之雙方。但是，第1畫像資訊23a及第2畫像資訊25a係在被加工物11的厚度方向呈離散。
因此，在鄰接的畫像資訊之間，藉由最近相鄰內插、雙線性內插等已知手法進行內插。藉此，作成切削溝11c的3次元畫像。該3次元畫像係顯示在觸控面板92(參照圖9)。
作業者係可藉由以3次元畫像確認切削溝11c的形狀，來確認切削溝11c的加工精度。因此，不需要將被加工物11由切削裝置2搬送至顯微鏡且以顯微鏡目視檢查被加工物11。此外，由於可在切削裝置2上確認加工精度，因此與進行目視檢查的情形相比，可提升作業效率。
接著，說明被加工物11的加工方法。首先，以背面11b側露出於上方的態樣，將被加工物單元21載置於吸盤平台10的一面12a(載置工程S10)。
載置工程S10後，使吸引源14動作，且透過膠帶17以一面12a保持被加工物11的表面11a側，且以框架吸引板(未圖示)保持框架19(保持工程S20)。保持工程S20後，進行教示工程S30。
在教示工程S30中，例如，使用下方攝像單元54對表面11a側攝像，且在使將其轉換成鏡像的畫像即時顯示在觸控面板92的狀態下，作業者探索表面11a側的對準標記(未圖示)。
發現所希望的對準標記之後，在下方攝像單元54取得包含該對準標記的表面11a側的畫像。對準標記的形狀、座標等係作為圖案匹配的模板而被記憶在例如記憶裝置96。
此外，對準標記與分割預定線13的中心線的距離、及在Y軸方向鄰接的2個分割預定線13的距離(切割道間距)被記憶在記憶裝置96。其中，所記憶的各座標係將上述的點12c3 設為原點的XY座標。
教示工程S30後，進行被加工物11的對準(對準工程S40)。在對準工程S40中，作業者亦在使觸控面板92即時顯示在下方攝像單元54所取得的表面11a側的正像被轉換成鏡像的畫像的狀態下，進行作業。
在對準工程S40中，首先，在沿著X軸方向的1個分割預定線13中彼此分離的複數部位，使用下方攝像單元54(例如低倍率攝影機56)，取得表面11a側的畫像。
接著，在複數部位所取得的表面11a側的畫像中，檢測與藉由圖案匹配等特定處理作為模板而被記憶的對準標記為相同的圖案。根據與所被檢測到的對準標記相同的圖案，特定保持構件12的中心軸周圍的分割預定線13的θ方向的偏移。
之後，使旋轉驅動源30動作，使皮帶28以特定量旋轉，藉此補正保持構件12的θ方向的偏移。藉此，以與X軸方向呈大致平行地定位分割預定線13。
對準工程S40後，在以吸盤平台10吸引保持表面11a側的狀態下，將被加工物11切削(加工)(切削工程S50)(參照圖7)。在切削工程S50中，首先，將以高速旋轉的切削刀82b定位在分割預定線13的延長線上。
此時，將切削刀82b的下端定位在表面11a與保持構件12的一面12a之間。接著，以X軸移動機構26使吸盤平台10與切削刀82b沿著X軸方向相對移動。藉此，形成被加工物11在被加工物11的厚度方向被全切割的切削溝11c。
沿著與X軸方向呈平行的1個分割預定線13切削被加工物11之後，將切削單元78進行分級進給，將切削刀82b定位在鄰接Y軸方向的分割預定線13的延長線上。接著，同樣地，沿著分割預定線13切削被加工物11。
如上所示，沿著與第1方向呈平行的全部分割預定線13切削被加工物11之後，使旋轉驅動源30動作，使吸盤平台10旋轉90度。接著，將與第1方向呈正交的第2方向與X軸方向呈平行定位，沿著與第2方向呈平行的全部分割預定線13切削被加工物11。
切削工程S50之後，進行截口檢查(kerf check)工程S60。圖9係顯示截口檢查工程S60的圖。在截口檢查工程S60中，將上方攝像單元84及下方攝像單元54的各焦點位置沿著切削溝11c的深度方向依序定位在不同的複數位置，且對切削溝11c攝像。
作業者係藉由以顯示在觸控面板92的3次元畫像來確認切削溝11c的形狀，可確認切削溝11c的加工精度。因此，不需要將被加工物11由切削裝置2搬送至顯微鏡且以顯微鏡目視檢查被加工物11。此外，由於可在切削裝置2上確認加工精度，因此與進行目視檢查的情形相比，可提升作業效率。
其中，在本實施形態中，係敘述在切削工程S50完成後，進行截口檢查工程S60的情形，惟若為形成1個以上的切削溝11c之後，亦可在切削工程S50的途中進行截口檢查工程S60。
在上述之實施形態中係說明改變上方攝像單元84及下方攝像單元54之兩方的焦點位置來對切削溝11c攝像的情形。藉由改變兩方的焦點位置，即使在切削溝11c為尖端漸細形狀的情形下、或相對被加工物11的厚度方向呈斜向形成的情形下，亦可將攝像視野的死角彼此補足，藉此適當掌握切削溝11c的形狀。
但是，亦可將僅上方攝像單元84的焦點位置沿著切削溝11c的深度方向依序定位在不同的複數位置，來對切削溝11c攝像。此時，在上方攝像單元84對切削溝11c攝像而取得第1畫像群23。
接著，沿著被加工物11的厚度方向，排列第1畫像群23的各畫像中的第1畫像資訊23a。但是，第1畫像資訊23a係在被加工物11的厚度方向呈離散，因此藉由在鄰接畫像資訊之間內插，作成切削溝11c的3次元畫像。
其中，亦可在該3次元畫像附加將下方攝像單元54的焦點定位在表面11a對表面11a攝像而得的表面畫像、及在3次元畫像及表面畫像之間內插的輔助線。
同樣地，亦可將僅下方攝像單元54的焦點位置沿著切削溝11c的深度方向，依序定位在不同的複數位置，來對切削溝11c攝像。此時，以下方攝像單元54對切削溝11c攝像而取得第2畫像群25。
接著，沿著被加工物11的厚度方向，排列第2畫像群25的各畫像中的第2畫像資訊25a。但是，第2畫像資訊25a係在被加工物11的厚度方向呈離散，因此藉由在鄰接畫像資訊之間內插，作成切削溝11c的3次元畫像。
其中，亦可在該3次元畫像附加將上方攝像單元84的焦點定位在表面11a對表面11a攝像而得的背面畫像、及在3次元畫像及背面畫像之間內插的輔助線。
如上所示，亦可藉由沿著被加工物11的厚度方向排列第1畫像資訊23a及第2畫像資訊25a的至少任一者，至少局部作成切削溝11c的3次元畫像。此時亦可藉由3次元畫像來確認切削溝11c的形狀，藉此可以一定程度確認切削溝11c的加工精度。
接著，說明第1實施形態的變形例。在該變形例中，上方攝像單元84及下方攝像單元54的各個係具有干涉光學系統的攝像單元。以干涉光學系統而言，係可採用Mirau型、Michelson型、Linnik型等。
圖10係顯示使用干涉光學系統來進行截口檢查工程S60的樣子的圖。使用干涉光學系統時，亦將上方攝像單元84及下方攝像單元54的各焦點位置，沿著被加工物11的厚度方向依序定位在不同的複數位置，且對切削溝11c攝像。
例如，在將上方攝像單元84的焦點對在背面11b的狀態下，使吸盤平台10沿著X軸方向移動特定的長度。接著，使上方攝像單元84朝Y軸方向移動特定的長度之後，沿著X軸方向以相反方向移動特定的長度。
藉此，將上方攝像單元84的焦點，在背面11b的特定平面內掃描。在上方攝像單元84的焦點所對到的部位，係發生光強度高的干渉光。
在以上方攝像單元84掃描背面11b之後，使用加工單元移動機構60，使上方攝像單元84以0.1μm朝下方移動。接著，在該高度位置，將上方攝像單元84的焦點在特定的XY平面內再次掃描。
使上方攝像單元84以0.1μm間距朝下方移動，且在各高度位置，在特定的XY平面內掃描上方攝像單元84的焦點，藉此對切削溝11c攝像。藉此，取得第1畫像群33。
在構成第1畫像群33的各畫像，包含有表示藉由焦點對在切削溝11c的緣部而發生光強度高的干渉光的點的第1點群(亦即第1畫像資訊)33a。亦即，第1點群33a係特定切削溝11c的內壁等，表示切削溝11c的形狀。
同樣地，以下方攝像單元54掃描表面11a之後，使下方攝像單元54以0.1μm間距朝上方移動，且在各高度位置，在特定的XY平面內掃描下方攝像單元54的焦點，藉此對切削溝11c攝像。藉此，取得第2畫像群35。
在構成第2畫像群35的各畫像亦包含有表示切削溝11c的形狀的第2點群(亦即第2畫像資訊)35a。藉由畫像處理，沿著被加工物11的厚度方向排列第1點群33a及第2點群35a之雙方，藉此作成切削溝11c的3次元畫像。
該3次元畫像係顯示在觸控面板92。圖11(A)係顯示以點群表示切削溝11c的形狀的3次元畫像之一例的圖。其中，亦可藉由畫像處理，在鄰接的點之間內插，藉此作成切削溝11c的3次元畫像。圖11(B)係顯示內插處理後的切削溝11c的3次元畫像之一例的圖。
作業者係以圖11(A)或圖11(B)所示之3次元畫像，確認切削溝11c的形狀，藉此可確認切削溝11c的加工精度。因此，不需要將被加工物11由切削裝置2搬送至顯微鏡且以顯微鏡目視檢查被加工物11。此外，由於在切削裝置2上確認加工精度，因此與進行目視檢查的情形相比，可提升作業效率。
其中，如上所述，亦可沿著被加工物11的厚度方向排列第1點群33a及第2點群35a的至少任一者，藉此至少部分作成切削溝11c的3次元畫像。
圖12係顯示在YZ平面切斷配置成與X軸方向大致平行的切削溝11c時的切削溝11c的剖面輪廓的圖。橫軸係表示切削溝11c的寬度(μm)，縱軸係表示切削溝11c的深度(μm)。
但是，在圖8至圖12中係說明隨著由背面11b朝表面11a前進，切削溝11c尖端漸細的情形。但是，即使在相對被加工物11的厚度方向呈斜向形成有切削溝11c的情形下，亦可在切削裝置2上確認切削溝11c的加工精度。
圖13係相對被加工物11的厚度方向呈斜向形成的切削溝11c的3次元畫像的模式圖。其中，圖13的背面11b及表面11a係在第1實施形態的上方攝像單元84及下方攝像單元54所取得的畫像，惟背面11b及表面11a之間係以輔助線作內插。
此外，在圖13中，虛線表示切削溝11c的緣部，實線表示切削溝11c的寬幅的中心。在表面11a側，切削溝11c係由分割預定線13偏移而形成。即使在斜向形成有切削溝11c的情形下，亦可按照第1實施形態或其變形例，作成3次元畫像，藉此確認切削溝11c的形狀。
接著，說明第2實施形態。在第2實施形態中，係使用雷射加工裝置(加工裝置)102來取代切削裝置2，來對被加工物11加工。但是，上述載置工程S10至對準工程S40係與第1實施形態同樣地進行。
圖14係第2實施形態之雷射加工裝置102的斜視圖。其中，對與第1實施形態之切削裝置2相同的構成要素係標註相同符號。以下主要說明與切削裝置2的差異。
在雷射加工裝置102中，係在靜止基台104固定有下方攝像單元54。其中，下方攝像單元54亦可以可朝X軸方向或Y軸方向移動的態樣而設。
在靜止基台104上係配置有X軸移動平台18。X軸移動平台18係配置成下方攝像單元54由位於與X軸移動平台18的側板18b為相反側的區域進入至空間18d內。
X軸移動平台18係以可滑動的態樣設在1對X軸導軌20上。1對X軸導軌20係固定在Y軸移動平台106上。
在X軸移動平台18的底板18a的下面側係設有螺帽部(未圖示)，在螺帽部係以可旋轉的態樣，連結有與X軸導軌20大致平行的X軸滾珠螺桿22。
在X軸滾珠螺桿22的一端部係連結有X軸脈衝馬達24。若以X軸脈衝馬達24使X軸滾珠螺桿22旋轉，X軸移動平台18係沿著X軸導軌20以X軸方向移動。
支持X軸移動平台18的Y軸移動平台106係可滑動地被安裝在固定於靜止基台104的上面的一對Y軸導軌108上。在鄰接Y軸導軌108的位置係設有在檢測Y軸移動平台106的Y軸方向的位置時所使用的Y軸標度108a。
在Y軸移動平台106的下面側係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係以可旋轉的態樣連結有與Y軸導軌108大致平行的Y軸滾珠螺桿110。在Y軸滾珠螺桿110的一端部係連結有Y軸脈衝馬達112。
若以Y軸脈衝馬達112使Y軸滾珠螺桿110旋轉，Y軸移動平台106係沿著Y軸導軌108以Y軸方向移動。Y軸導軌108、Y軸滾珠螺桿110、Y軸脈衝馬達112等係構成使Y軸移動平台106移動的Y軸移動機構114。
在鄰接下方攝像單元54的位置係以由靜止基台104的上面朝上方突出的態樣設有立柱116。在立柱116係設有具有與X軸方向呈大致平行的長邊部的殼體118。
在殼體118係設有雷射照射單元120的至少一部分。雷射照射單元120係具有使具有被加工物11所吸收的波長、或透過被加工物11的波長的脈衝狀的雷射射束發生的雷射振盪器120a等。
在雷射照射單元120的X軸方向的前端部係設有包含聚光透鏡122a的照射頭122。由雷射振盪器120a被出射的雷射射束係藉由聚光透鏡122a予以聚光，且由照射頭122朝下方照射。
在圖14中，以虛線箭號表示由照射頭122朝下方照射的雷射射束L。其中，在殼體118的前端部，在鄰接照射頭122的位置係設有上述之上方攝像單元84。
在第2實施形態的切削工程S50中，將雷射射束L的聚光點定位在被加工物11的背面11b近旁，使聚光點與被加工物11以X軸方向相對移動，藉此沿著分割預定線13形成圖8所示之雷射加工溝(未圖示)。
接著，在進行截口檢查工程S60中，控制部94與第1實施形態或其變形例同樣地，作成切削溝11c的3次元畫像。作業者係以顯示在觸控面板92的3次元畫像，確認雷射加工溝的形狀，藉此可確認雷射加工溝的加工精度。
因此，不需要將被加工物11由切削裝置2搬送至顯微鏡，且以顯微鏡目視檢查被加工物11。此外，由於可在雷射加工裝置102上確認加工精度，因此與進行目視檢查的情形相比，可提升作業效率。
此外，上述實施形態之構造、方法等只要未脫離本發明之目的的範圍，即可適當變更來實施。
2:切削裝置 4:基台 4a,4b,4d:開口 4c:支持構造 6:匣盒 10:吸盤平台 11:被加工物 11a:表面 11b:背面 11c:切削溝 12:保持構件 12a:一面 12b:另一面 12c1 :第1吸引路 12c2 :第2吸引路 12c3 :點 12d:開口部 12e:外周吸引路 12f:吸引路 13:分割預定線 14:吸引源 15:元件 16:框體 16a:開口部 16b:滑輪部 17:膠帶 18:X軸移動平台 18a:底板 18b:側板 18c:頂板 18d:空間 19:框架 20:X軸導軌 20a:X軸線性標度 21:被加工物單元 22:X軸滾珠螺桿 23:第1畫像群 23a:第1畫像資訊 24:X軸脈衝馬達 25:第2畫像群 25a:第2畫像資訊 26:X軸移動機構 28:皮帶 30:旋轉驅動源 30a:滑輪 32:Y軸移動機構 33:第1畫像群 33a:第1點群(第1畫像資訊) 34:Y軸導軌 35:第2畫像群 35a:第2點群(第2畫像資訊) 36:Y軸移動平台 38:Y軸滾珠螺桿 40:Y軸脈衝馬達 42:Z軸移動機構 42a:支持構造 44:Z軸導軌 46:Z軸移動板 48:Z軸滾珠螺桿 50:Z軸脈衝馬達 52:支持臂 54:下方攝像單元 56:低倍率攝影機 56a:照明裝置 58:高倍率攝影機 58a:照明裝置 60:加工單元移動機構 62:Y軸導軌 64:Y軸移動板 66:Y軸滾珠螺桿 68:Y軸脈衝馬達 70:Z軸移動板 72:Z軸導軌 74:Z軸滾珠螺桿 76:Z軸脈衝馬達 78:切削單元 80:心軸套 82a:心軸 82b:切削刀 84:上方攝像單元 86:洗淨單元 88:洗淨平台 90:噴嘴 92:觸控面板 94:控制部 96:記憶裝置 102:雷射加工裝置 104:靜止基台 106:Y軸移動平台 108:Y軸導軌 108a:Y軸標度 110:Y軸滾珠螺桿 112:Y軸脈衝馬達 114:Y軸移動機構 116:立柱 118:殼體 120:雷射照射單元 120a:雷射振盪器 122:照射頭 122a:聚光透鏡 A:區域 L:雷射射束
[圖1]係切削裝置的斜視圖。 [圖2]係被加工物單元的斜視圖。 [圖3]係吸盤平台等的斜視圖。 [圖4]係吸盤平台等的部分剖面側面圖。 [圖5]係圖4的區域A的放大圖。 [圖6]係Z軸移動機構等的放大斜視圖。 [圖7]係切削工程的圖。 [圖8]係顯示對尖端漸細形狀的切削溝攝像的樣子的圖。 [圖9]係顯示截口檢查工程的圖。 [圖10]係顯示使用干涉光學系統，進行截口檢查工程的樣子的圖。 [圖11]係圖11(A)顯示以點群表示切削溝的形狀的3次元畫像之一例的圖，圖11(B)顯示內插處理後的切削溝的3次元畫像之一例的圖。 [圖12]係顯示切削溝的剖面輪廓的圖。 [圖13]係相對被加工物的厚度方向呈斜向形成的切削溝的3次元畫像的模式圖。 [圖14]係雷射加工裝置的斜視圖。
2:切削裝置
4:基台
4a,4b,4d:開口
4c:支持構造
6:匣盒
10:吸盤平台
18:X軸移動平台
60:加工單元移動機構
62:Y軸導軌
64:Y軸移動板
66:Y軸滾珠螺桿
68:Y軸脈衝馬達
70:Z軸移動板
72:Z軸導軌
74:Z軸滾珠螺桿
76:Z軸脈衝馬達
78:切削單元
80:心軸套
82b:切削刀
84:上方攝像單元
86:洗淨單元
88:洗淨平台
90:噴嘴
92:觸控面板
94:控制部
96:記憶裝置

Claims (2)

  1. 一種加工裝置，其係在保持在藉由設定在表面的複數分割預定線被區劃的複數區域的各個設有元件的板狀的被加工物的該表面側的狀態下，將該被加工物加工的加工裝置，其特徵為： 具備： 吸盤平台，其係包含：一面、及位於與該一面為相反側的另一面，具備具有由該一面至該另一面以透明材形成的特定區域的板狀的保持構件，且保持該被加工物的該表面側； 加工單元，其係對以該吸盤平台保持該表面的該被加工物加工，而在該被加工物形成加工溝； 第1攝像單元，其係具有第1攝像元件，且配置在該吸盤平台的上方，對以該吸盤平台所保持的該被加工物的背面側攝像； 第2攝像單元，其係具有第2攝像元件，且配置在該吸盤平台的下方，在以該第1攝像單元所攝像的區域與以該被加工物的厚度方向相對應的區域中，對該被加工物的該表面側，透過該保持構件進行攝像； 顯示裝置，其係顯示以該第1攝像單元及該第2攝像單元的至少任一者所取得的該被加工物的畫像；及 控制部，其係具有：記憶有執行畫像處理的程式的記憶裝置、及按照該程式處理畫像的處理裝置，沿著該被加工物的厚度方向，排列第1畫像資訊、與第2畫像資訊的至少任一者，該第1畫像資訊係在將該第1攝像單元的焦點位置沿著該被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對該加工溝攝像所得的第1畫像群之中表示該加工溝的形狀者，該第2畫像資訊係在將該第2攝像單元的焦點位置沿著該被加工物的厚度方向依序定位在不同的複數位置而對該加工溝攝像所得的第2畫像群之中表示該加工溝的形狀者，藉此作成該加工溝的3次元畫像而使其顯示在該顯示裝置。
  2. 如請求項1之加工裝置，其中，該控制部係沿著該被加工物的厚度方向，排列該第1畫像資訊與該第2畫像資訊之雙方，藉此作成該加工溝的3次元畫像。
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