CN102814871A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加工装置，其能够将摄像构件的光量调整为合适的光量。该加工装置具有：卡盘工作台，其保持被加工物；加工构件，其对被该卡盘工作台保持的被加工物施行加工；摄像构件，其对被该卡盘工作台保持的被加工物进行摄像；和加工进给构件，其对该卡盘工作台和该加工构件相对地进行加工进给，其特征在于，该摄像构件包括：光源，其照明被加工物；摄像机，其对被照明了的被加工物进行摄像；和光量调整器，其对从所述光源照射的光的光量进行调整，该光量调整器具有：旋转板，其具有旋转轴；开口部，其形成于该旋转板并供从所述光源照射的光透过；和遮光板，其与所述旋转轴的旋转角度对应地使透过所述开口部的光量在最大值和最小值之间变化。

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施行加工的切削装置、激光加工装置等加工装置。

背景技术

在晶片的表面由分割预定线划分开地形成有IC（Integrated Circuit：集成电路）、LSI（Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路）等多个器件，通过切割装置（切削装置）或者激光加工装置将所述晶片沿分割预定线分割为一个个器件，分割成的器件被广泛利用在移动电话、个人电脑等电子设备中。

切割装置或激光加工装置等加工装置至少具有：卡盘工作台，其保持半导体晶片等被加工物；加工构件，其对被卡盘工作台保持的被加工物施行加工；摄像构件，其对被卡盘工作台保持的被加工物进行摄像；以及加工进给构件，其对卡盘工作台和加工构件相对地进行加工进给。

一般来说，摄像构件包括对被加工物进行摄像的摄像机以及放大由摄像机摄像得到的像的显微镜，并且所述摄像构件能够检测出作为应加工区域的分割预定线并高精度地将切削刀具或激光加工头定位于应加工的分割预定线。

在现有的加工装置中，为了用摄像构件检测出应加工的分割预定线以实行校准，要停止卡盘工作台并用摄像构件拍摄应切削区域，因此，校准的实行比较耗费时间，存在着生产率差的问题。

因此，本申请的申请人在日本特开2010-76053号公报中提出了下述的摄像构件：其采用频闪光作为光源，摄像构件的CCD（Charge Coupled Device：电荷耦合器件）摄像机与频闪光的照射同步地对晶片的摄像区域进行摄像。根据具有该摄像构件的切削装置，即使晶片还在移动中，也能够取得静止图像。

专利文献1：日本特开2010-76053号公报

但是，在具有专利文献1所公开的摄像构件的切削装置中，并没有设置对频闪光源发出的频闪光的光量进行调整的构件。若不调整频闪光的光量就进行摄像，则存在有时不能得到适当的摄像图像的问题。特别是在采用氙闪光灯作为频闪光源的情况下，存在着几乎接近不可能完成频闪摄像的问题。

发明内容

本发明正是鉴于所述的点而完成的，其目的在于提供一种具有摄像构件的加工装置，所述摄像构件具有能够调整频闪光源的光量的机构。

根据本发明，提供一种加工装置，所述加工装置具有：卡盘工作台，所述卡盘工作台用于保持被加工物；加工构件，所述加工构件用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物施行加工；摄像构件，所述摄像构件用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物进行摄像；以及加工进给构件，所述加工进给构件用于对所述卡盘工作台和所述加工构件相对地进行加工进给，所述加工装置的特征在于，所述摄像构件包括：光源，所述光源用于照明被加工物；摄像机，所述摄像机用于对被照明了的被加工物进行摄像；以及光量调整器，所述光量调整器用于对从所述光源照射的光的光量进行调整，所述光量调整器包括：旋转板，所述旋转板具有旋转轴；开口部，所述开口部形成于所述旋转板，并用于供从所述光源照射的光透过；以及遮光板，所述遮光板与所述旋转轴的旋转角度对应地使透过所述开口部的光量在最大值和最小值之间变化。

本发明的加工装置所具备摄影构件具备光量调整器，所述光量调整器包括使来自光源的透过光量变化的遮光板，因此，能够将来自光源的光量调整为适合于被加工物的摄像的光量来对被加工物的应加工区域进行摄像。特别是在使用如氙闪光灯那样的不能调整光的强度的光源进行频闪摄像的情况下非常方便。

附图说明

图1是本发明实施方式的切削装置的概要结构图。

图2是经切割带支承于环状框架的半导体晶片的立体图。

图3是说明分割预定线检测时的本发明实施方式的摄像单元的结构及其作用的示意图。

图4是光量调整器的立体图。

图5是说明切削槽的状态确认时的本发明实施方式的摄像单元的作用的示意图。

标号说明

2：切削装置；

14：X轴进给机构；

20：卡盘工作台；

36：Y轴进给机构；

44：Z轴进给机构；

46：切削单元；

50：切削刀具；

52：校准单元；

54：摄像单元；

60：水填充室；

68：物镜；

70：氙闪光灯；

74：CCD摄像机；

76：监视器；

82：光量调整器；

84：脉冲马达；

92：遮光板。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明实施方式涉及的切削装置2进行详细说明。图1是表示切削装置2的概要结构图。切削装置2包括一对导轨6，所述一对导轨6搭载于静止底座4上并沿X轴方向伸长。

通过由滚珠丝杠10和脉冲马达12构成的X轴进给机构（X轴进给构件）14使X轴移动块8沿加工进给方向、亦即X轴方向移动。在X轴移动块8上隔着圆筒状支承构件22搭载有卡盘工作台20。

卡盘工作台20具有由多孔性陶瓷等形成的吸附部（吸附卡盘）24。在卡盘工作台20配设有多个（本实施方式中为4个）夹紧器26，所述多个夹紧器26用于夹紧图2所示的环状框架F。

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的表面上正交地形成第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划分而成的区域形成有大量的器件D。

晶片W被贴附于作为粘贴带的切割带T，切割带T的外周部贴附于环状框架F。由此，晶片W成为经切割带T支承于环状框架F的状态，通过用图1所示的夹紧器26夹紧环状框架F，从而将所述晶片W支承固定在卡盘工作台20上。

X轴进给机构14具有：刻度尺16，其沿导轨6配设在静止底座4上；和读取头18，其配设在X轴移动块8的下表面并用于读取刻度尺16的X坐标值。读取头18与切削装置2的控制器连接在一起。

在静止底座4上还固定有沿Y轴方向伸长的一对导轨28。通过由滚珠丝杠32和脉冲马达34构成的Y轴进给机构（分度进给机构）36使Y轴移动块30沿Y轴方向移动。

在Y轴移动块30形成有沿Z轴方向伸长的一对（只图示一根）导轨38。通过由未图示的滚珠丝杠和脉冲马达42构成的Z轴进给机构44使Z轴移动块40沿Z轴方向移动。

标号46是切削单元（切削构件），切削单元46的主轴箱48被插入并支承于Z轴移动块40中。在主轴箱48中容纳着主轴，所述主轴由空气轴承支承成能够旋转。由容纳在主轴箱48中的未图示的马达驱动主轴旋转，在主轴的末端部以能够装拆的方式装配有切削刀具50。

在主轴箱48搭载有校准单元（校准构件）52。校准单元52具有摄像单元（摄像构件）54，所述摄像单元54用于对被卡盘工作台20保持的晶片W进行摄像。切削刀具50和摄像单元54沿X轴方向并排配置。

接着，参考图3，对本发明实施方式涉及的摄像单元54的结构进行详细说明。摄像单元54具有容纳物镜68的框体56，所述物镜68面对摄像区域，在框体56的末端部附近安装有具有透光窗59的隔壁58。

在由框体56的末端部、隔壁58以及被卡盘工作台20保持的晶片W隔出的空间内围成水填充室60。框体56的末端56a与被卡盘工作台20保持的晶片W之间的间隔最好是大约0.5～1mm的程度。在晶片W的切口检查时，将来自水源64的水经由开闭阀66和水供给口62供给填充到水填充室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闪光灯70。从氙闪光灯70射出的频闪光的一部分被分光器72反射，经由物镜68和透光窗59照射到被卡盘工作台20保持的晶片W。

CCD摄像机74被配设在物镜68的光轴上，所述CCD摄像机74对用频闪光照射的晶片W进行摄像。用CCD摄像机74摄像得到的图像被显示在监视器76上。

在氙闪光灯70与分光器72之间配设有光量调整器82，所述光量调整器82用于对从氙闪光灯70发出的光的光量进行调整。如图4所示，光量调整器82包括：脉冲马达84；旋转轴86，其与脉冲马达84连接在一起；旋转板88，其固定在旋转轴86的末端；开口部90，其形成于旋转板88并用于供从氙闪光灯70照射的光透过；以及遮光板92，其配设在开口部90，并与旋转轴86的旋转角度对应地使透过开口部90的光量在最大值和最小值之间变化。

遮光板92构成为具有区段92a～92j，并且使透过各区段92a～92j的光量在最大值和最小值之间分等级地变小。作为遮光板92的另一实施方式，也可以构成为使透过遮光板92的光量在最大值和最小值之间连续变化。

再次参考图3，CCD摄像机74与氙闪光灯70的发光同步地对被卡盘工作台20保持的晶片W的摄像区域进行摄像，摄像得到的图像被显示在监视器76上。氙闪光灯70、CCD摄像机74以及脉冲马达84与控制构件80连接并由控制构件80进行控制。

以下对如上构成的摄像单元54的作用进行说明。首先，通过卡盘工作台20抽吸保持作为切削加工对象的晶片W，然后驱动X轴进给机构14将晶片W定位在摄像单元54的正下方。

在本实施方式的摄像单元54中，CCD摄像机74与来自氙闪光灯70的频闪光的照射同步地对晶片W的摄像区域进行摄像，因此，即使晶片W还在移动中，也能够取得清晰的静止图像。

在用摄像单元54对晶片W的摄像区域进行摄像的时候，首先，驱动光量调整器82的脉冲马达84使装配于旋转板88的遮光板92旋转，选择遮光板92的区段92a～92j，使来自氙闪光灯70的频闪光的光量达到最佳的位置，在所选择的区段遮住从氙闪光灯70发出的频闪光的光路的位置处停止脉冲马达84的驱动。

遮光板92的区段92a～92j的选择如下确定：一边通过脉冲马达84使遮光板92旋转一边用CCD摄像机74对晶片W进行摄像，并在监视器76上观察其摄像图像，从而确定遮光板92的区段92a～92j的选择。

在选择了遮光板92的最佳区段92a～92j之后，实施校准工序。在本实施方式的校准工序中，一边用X轴进给机构14使被卡盘工作台20保持的晶片W沿X轴方向移动，一边在晶片W的某个点（将其设为A点）到达摄像单元54的正下方的时刻使氙闪光灯70发光来照明晶片W的摄像区域。

与氙闪光灯70的发光同步地用CCD摄像机74对A点处的器件D进行摄像，检测出与预先存储在校准单元52中的目标图案的图像一致的目标图案，然后将A点处的目标图案的坐标值存储到校准单元52的存储器。

接着，移动卡盘工作台20，在远离A点的B点处，对与在A点摄像到的间隔道S1相同的间隔道S1所相邻的器件D进行摄像，通过同样的操作检测出目标图案，然后将B点处的目标图案的坐标值存储到校准单元52的存储器。

接着，旋转卡盘工作台20以使将A点处的目标图案的坐标值与B点处的目标图案的坐标值连接而成的直线与X轴方向平行。接着，通过使切削单元46沿Y轴方向移动，移动的量为目标图案与间隔道S1的中心线之间的距离，从而完成使切削刀具50与应当切削的间隔道S1对齐的校准。

在第1间隔道S1的校准实施后，使卡盘工作台20旋转90度，然后，对间隔道S2也执行同样的操作，实行第2间隔道S2的校准。

在执行校准时，由于在被卡盘工作台20保持的晶片W未附着切削液或切屑等，因此，没有必要向水填充室60内供给水。在利用本实施方式的摄像单元54的校准时的摄像中，由于与来自氙闪光灯70的照射同步地用CCD摄像机74对晶片W的应切削区域进行摄像，因此，即使是在被卡盘工作台20保持的晶片W在摄像单元54的下方移动时，也能够拍摄静止图像。其结果是，能够迅速地进行晶片W的摄像，能够缩短校准所用的时间。

当校准完成时，一边用X轴进给机构14对卡盘工作台20沿X轴方向进行加工进给，一边使高速旋转的切削刀具50透过晶片W切入预定量直到切割带T为止，从而切削第1间隔道S1。

一边驱动Y轴进给机构36对切削刀具50进行分度进给，一边切削同一方向的所有的第1间隔道S1。接着，使卡盘工作台20旋转90度，对与第1间隔道S1正交的第2间隔道S2进行切削。

在希望在晶片W的切削过程中确认切削槽的状态的情况下，亦即在希望进行切口检查的情况下，驱动X轴进给机构14，将被卡盘工作台20保持的晶片W定位在摄像单元54的正下方。

如图5所示，打开开闭阀66，向水填充室60内供给水，用清洁的水冲洗附着于晶片W的切屑和/或切削液，一边一直向水填充室60内供给水，一边使氙闪光灯70发光，用频闪光照明晶片W的摄像区域。

由于与氙闪光灯70的发光同步地用CCD摄像机74进行摄像，因此，即使卡盘工作台20还在移动中，也能够用CCD摄像机74拍摄清晰的静止图像。

CCD摄像机74的输出被输入监视器76，在监视器76上显示摄像到的切削槽94。操作员能够一边观察监视器76上的图像，一边观察在切削槽94产生的碎屑96等，从而能够确认切削槽94的状态。

在形成于切削槽94的两侧的碎屑96的产生比例变得很大的情况下，判断为在切削刀具50发生了气孔堵塞等，操作员实施将切削刀具50更换为新的切削刀具等处理。

在利用本实施方式的摄像单元54校准时的摄像中，与来自氙闪光灯70的频闪光的照射同步地用CCD摄像机74对以合适的光量照射的应切削区域进行摄像，因此，即使是在被卡盘工作台20保持的晶片W在摄像单元54的下方移动时，也能够拍摄静止图像。其结果是，能够迅速地进行晶片W的摄像，能够缩短校准所用的时间。

而且，在进行切口检查的时候，一边向水填充室60内供给水，一边与氙闪光灯70的发光同步地用CCD摄像机74对以合适的光量照射的摄像区域进行摄像，因此，即使卡盘工作台20还在移动中，也能够用CCD摄像机74拍摄静止图像。从而，能够迅速地进行切口检查，即使进行切口检查，也会抑制生产率降低。

在上述实施方式中，对将本发明的摄像单元54应用于切削装置2的例子进行了说明，但本发明并不仅限于此，本发明的摄像单元54同样也可以应用于激光加工装置等其它加工装置。

Claims (3)

1.一种加工装置，所述加工装置具有：卡盘工作台，所述卡盘工作台用于保持被加工物；加工构件，所述加工构件用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物施行加工；摄像构件，所述摄像构件用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物进行摄像；以及加工进给构件，所述加工进给构件用于对所述卡盘工作台和所述加工构件相对地进行加工进给，所述加工装置的特征在于，

所述摄像构件包括：

光源，所述光源用于照明被加工物；

摄像机，所述摄像机用于对被照明了的被加工物进行摄像；以及

光量调整器，所述光量调整器用于对从所述光源照射的光的光量进行调整，

所述光量调整器包括：

旋转板，所述旋转板具有旋转轴；

开口部，所述开口部形成于所述旋转板，并用于供从所述光源照射的光透过；以及

遮光板，所述遮光板与所述旋转轴的旋转角度对应地使透过所述开口部的光量在最大值和最小值之间变化。

2.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于，

所述遮光板使透过的光量连续或分等级地变化。

3.如权利要求1或2所述的加工装置，其特征在于，

所述光量调整器还具有与所述旋转轴连接的脉冲马达。

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