CN102814874A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明的加工装置具有卡盘台、加工单元、摄像单元和加工进给单元，该摄像单元包含：照相机，其拍摄被加工物；频闪光源，其向该照相机的摄像区域照射频闪光；对焦点移动部，其使该照相机的对焦点接近和远离被加工物；控制部，其一边使该对焦点移动部动作使该照相机的对焦点接近和远离被加工物，一边以预定的间隔照射频闪光，使该照相机与该频闪光的照射同步地连续拍摄多个图像；映射图生成存储部，其根据用该照相机拍摄的多个图像运算构成图像的多个像素的微分值的总和，生成对该照相机的高度位置与微分值的总和进行了关联的映射图并进行存储；以及对焦点确定部，其从存储在该映射图生成存储部中的映射图选择微分值的最大值，并确定对焦点的位置。

Description

加工装置

技术领域

本发明涉及对半导体晶片等被加工物实施加工的切削装置、激光加工装置等加工装置。

背景技术

利用分割预定线划分IC、LSI等多个器件而在其表面形成的晶片由切割装置（切削装置）或激光加工装置沿着分割预定线分割为一个个器件，分割后的器件被广泛用于移动电话、个人计算机等电气设备。

切割装置或激光加工装置等加工装置至少具有：保持半导体晶片等被加工物的卡盘台；对保持于卡盘台的被加工物实施加工的加工单元；拍摄被卡盘台保持的被加工物的摄像单元；以及对卡盘台和加工单元相对地进行加工进给的加工进给单元。

摄像单元一般包含拍摄被加工物的照相机和对用照相机拍摄的像进行放大的显微镜，能够检测作为待加工的区域的分割预定线并将切削刀或激光加工头高精度地定位到待加工的分割预定线。

此外，摄像单元具有如下的自动聚焦功能：将晶片定位到摄像单元的正下方进行拍摄，一边进行阶段性加工一边使摄像单元取入多个图像，对所取入的图像进行微分处理，将微分值的总和最大的位置作为对焦点来对摄像单元进行定位（参照日本特开昭61-198204号公报）。

【专利文献1】日本特开昭61-198204号公报

但是，在专利文献1所公开的自动聚焦机构中，在实施自动聚焦时，使摄像单元以例如1μm间隔阶段性下降并停止，从而摄像单元在该位置重复拍摄并取入图像，因此存在自动聚焦具有比较长的时间，从而生产率较差这样的问题。

发明内容

本发明正是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够缩短自动聚焦的时间的加工装置。

根据本发明，提供一种加工装置，其具有：保持被加工物的卡盘台；对保持于该卡盘台的被加工物实施加工的加工单元；拍摄被该卡盘台保持的被加工物的摄像单元；以及对该卡盘台和该加工单元进行相对加工进给的加工进给单元，该加工装置的特征在于，该摄像单元具有：照相机，其拍摄被加工物；频闪光源，其向该照相机的摄像区域照射频闪光；对焦点移动部，其使该照相机的对焦点接近和远离被加工物；控制部，其一边使该对焦点移动部动作而使该照相机的对焦点接近和远离被加工物，一边以预定的间隔照射频闪光，使该照相机与该频闪光的照射同步地连续拍摄多个图像；映射图生成存储部，其根据用该照相机拍摄的多个图像运算构成图像的多个像素的微分值的总和，生成映射图并进行存储，该映射图是对该照相机的高度位置与微分值的总和进行关联而得到的；以及对焦点确定部，其从存储在该映射图生成存储部中的映射图选择微分值的最大值，并确定对焦点的位置。

根据本发明的加工装置的自动聚焦机构，能够在不使照相机的对焦点阶段性停止的情况下使照相机连续移动，同时以必要的间隔取入图像来确定对焦点位置，因此具有作业效率提高的效果。

附图说明

图1是本发明实施方式的切削装置的概略结构图。

图2是经由切割带被支撑在环状框上的半导体晶片的立体图。

图3是对本发明实施方式的摄像单元的结构及其作用进行说明的示意图。

图4是示出照相机的高度位置与所拍摄的图像的像素的微分值的总和之间的关系的映射图的一例的图。

标号说明

2：切削装置

14：X轴进给机构

20：卡盘台

36：Y轴进给机构

42：脉冲电动机

44：Z轴进给机构

46：切削单元

50：切削刀

54：摄像单元

68：物镜

70：氙气闪光灯

74：CCD照相机

76：监视器

82：对焦点移动部

84：控制部

86：映射图生成存储部

88：对焦点确定部

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明本发明实施方式的切削装置2。图1示出了切削装置2的概略结构图。切削装置2包含搭载于静止基座4上的沿X轴方向延伸的一对导轨6。

X轴移动块8利用由滚珠丝杠10和脉冲电动机12构成的X轴进给机构（X轴进给单元）14在加工进给方向、即X轴方向上移动。在X轴移动块8上经由圆筒状支撑部件22搭载有卡盘台20。

卡盘台20具有由多孔性陶瓷等形成的吸附部（吸附卡盘）24。在卡盘台20上配设有夹持图2所示的环状框F的多个（在本实施方式中为4个）夹持器26。

如图2所示，在作为切削装置2的加工对象的半导体晶片W的表面上，垂直形成有第1间隔道S1和第2间隔道S2，在由第1间隔道S1和第2间隔道S2划分而成的区域中形成有多个器件D。

晶片W被粘贴到作为粘接带的切割带T，切割带T的外周部被粘贴到环状框F。由此，晶片W成为经由切割带T被支撑于环状框F的状态，通过利用图1所示的夹持器26夹持环状框F，将晶片W支撑固定到卡盘台20上。

X轴进给机构14包含沿着导轨6配设在静止基座4上的标尺16、和读取标尺16的X坐标值的配设于X轴移动块8的下表面的读取头18。读取头18与切削装置2的控制器连接。

在静止基座4上还固定有沿Y轴方向延伸的一对导轨28。Y轴移动块30利用由滚珠丝杠32和脉冲电动机34构成的Y轴进给机构（分度进给机构）36在Y轴方向上移动。

在Y轴移动块30上形成有沿Z轴方向延伸的一对（仅图示一个）导轨38。Z轴移动块40利用由未图示的滚珠丝杠和脉冲电动机42构成的Z轴进给机构44在Z轴方向上移动。

46是切削单元，将切削单元46的主轴壳体48插入并支撑到Z轴移动块40中。在主轴壳体48中收纳有主轴，主轴利用空气轴承被可旋转地支撑。主轴利用收纳在主轴壳体48中的未图示的电动机进行旋转驱动，在主轴的前端部可拆装地安装有切削刀50。

在主轴壳体48上搭载有对准单元52。对准单元52具有对被卡盘台20保持的晶片W进行拍摄的摄像单元54。在X轴方向上排列配置切削刀50和摄像单元54。

接着，参照图3对本发明实施方式的摄像单元54的结构进行详细说明。摄像单元54具有与摄像区域相对的收纳物镜68的框体56，在框体56的前端部附近安装有具有光透过窗59的隔板58。

在由框体56的前端部、隔板58、和被卡盘台20保持的晶片W隔成的空间内划分有水填充室60。框体56的前端56a与被卡盘台20保持的晶片W之间的间隔优选为大约0.5～1mm左右。在晶片W的刀痕检查时，经由开闭阀66和水供给口62向水填充室60提供来自水源64的水并填充水填充室60内。

本实施方式的摄像单元54具有作为频闪光源的一种的氙气闪光灯70。从氙气闪光灯70出射的频闪光的一部分由分光镜72反射，并经由物镜68和光透过窗59照射到被卡盘台20保持的晶片W。

在物镜68的光轴上配设有拍摄用频闪光照射的晶片W的CCD照相机74。用CCD照相机74拍摄的图像显示在监视器76上。

CCD照相机74与氙气闪光灯70的发光同步地拍摄被卡盘台20保持的晶片W的摄像区域，所拍摄的图像显示在监视器76上。氙气闪光灯70和CCD照相机74与控制单元80连接，由控制单元80进行控制。

控制单元80包含：对焦点移动部82，其使CCD照相机74的对焦点接近和远离晶片W；以及控制部84，其使对焦点移动部82动作来使CCD照相机74的对焦点接近和远离晶片W，同时以预定的间隔（例如CCD照相机74在Z轴方向上每移动1μm）使氙气闪光灯70发光，使CCD照相机74与氙气闪光灯70的发光同步地连续拍摄晶片W的摄像区域。

控制单元80还具有：映射图生成存储部86，其将由CCD照相机74拍摄的多个图像分别分割为多个像素，生成并存储对各像素的微分值的总和与CCD照相机74的Z轴方向位置（高度位置）进行了关联的例如图4所示那样的映射图85；以及对焦点确定部88，其从存储在映射图生成存储部86中的映射图85选择微分值的最大值，并确定对焦点的位置。

图4所示的映射图85的生成利用了例如日本特开昭61-198204号公报所公开的自动聚焦方法。在该自动聚焦方法中，将由CCD照相机74拍摄的图像分割为例如256×256的像素，从这些像素取出3×3的像素作为一个块并进行微分处理，从而将微分值的总和与CCD照相机74的高度位置（Z位置）进行了关联。

每当CCD照相机74下降1μm时实施该处理，生成图4所示的对CCD照相机74的高度位置（Z位置）和所拍摄的图像的像素的微分值的总和进行了关联的映射图85。

在CCD照相机74在对焦点处进行拍摄时，能够清晰明了地进行拍摄，因此像素的微分值的总和最大。此外，关于自动聚焦方法的详细情况，将日本特开昭61-198204号公报所公开的内容取入到本说明书中。

以下对如上所述那样构成的摄像单元54的自动聚焦进行说明。首先，利用卡盘台20吸附保持作为切削加工的对象的晶片W，对X轴进给机构14进行驱动来将晶片W定位到摄像单元34的正下方。

从控制单元80的对焦点移动部82将驱动脉冲信号DR输出到Z轴进给机构44的脉冲电动机42来进行脉冲电动机42进行驱动。在利用脉冲电动机42使摄像单元54连续下降的同时，每当高度位置下降例如1μm时从控制部84向氙气闪光灯70输出驱动信号，使氙气闪光灯70发光。

与该发光同步，从控制部84向CCD照相机74输出控制信号，由CCD照相机74拍摄利用来自氙气闪光灯70的频闪光进行了照明的晶片W的摄像区域。

所拍摄的图像显示在监视器76上，并且被取入到控制单元80内，由控制单元80的映射图生成存储部86分割为256×256的像素，将3×3的像素作为一个块进行微分处理，并运算进行了微分处理的所有像素的和。不使摄像单元54停止而每当摄像单元54下降1μm时重复该操作，从而生成图4所示的映射图85并进行存储。

在对焦点确定部88中，从由映射图生成存储部86存储的映射图85中选择像素的微分值最大的CCD照相机74的Z位置（高度位置），并将该位置确定为CCD照相机74的对焦点位置。在图4中将Z3位置确定为对焦点位置。

在连续下降的CCD照相机74通过对焦点位置进行了过冲的情况下，使脉冲电动机42朝反向旋转来使CCD照相机74上升，同时搜索对焦点位置。

在本实施方式的自动聚焦方法中，在使CCD照相机74连续下降的同时使氙气闪光灯70以预定间隔发光，与该发光同步地用CCD照相机74拍摄摄像区域来执行自动聚焦，因此不需要如以往那样地使CCD照相机阶段性停止，而能够以必要的间隔连续取入图像，因此能够有效实施自动聚焦。

在上述实施方式中，对将本发明的摄像单元54的自动聚焦机构应用到切削装置2的例子进行了说明，但是本发明不限于此，还能够同样地应用于例如搭载于激光加工装置等其他加工装置的摄像单元的自动聚焦。

Claims (1)

1.一种加工装置，其具有：保持被加工物的卡盘台；对保持于该卡盘台的被加工物实施加工的加工单元；拍摄被该卡盘台保持的被加工物的摄像单元；以及对该卡盘台和该加工单元进行相对加工进给的加工进给单元，

该加工装置的特征在于，

该摄像单元具有：

照相机，其拍摄被加工物；

频闪光源，其向该照相机的摄像区域照射频闪光；

对焦点移动部，其使该照相机的对焦点接近和远离被加工物；

控制部，其一边使该对焦点移动部动作而使该照相机的对焦点接近和远离被加工物，一边以预定的间隔照射频闪光，使该照相机与该频闪光的照射同步地连续拍摄多个图像；

映射图生成存储部，其根据用该照相机拍摄的多个图像运算构成图像的多个像素的微分值的总和，生成映射图并进行存储，该映射图是对该照相机的高度位置与微分值的总和进行关联而得到的；以及

对焦点确定部，其从存储在该映射图生成存储部中的映射图选择微分值的最大值，并确定对焦点的位置。

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