加工装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种加工装置，其能够以三维方式验证对被加工物实施了加工后的加工状态。加工装置具有：被加工物保持单元，其保持被加工物；加工单元，其对保持在被加工物保持单元的被加工物实施加工；加工进给单元，其使被加工物保持单元和加工单元在加工进给方向(X轴方向)上进行加工进给；三维摄像机构，其在X轴方向、与X轴方向正交的Y轴方向、与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向上以三维方式对保持在被加工物保持单元上的被加工物进行拍摄，并输出拍摄到的图像信号；处理单元，其根据从三维摄像机构输出的图像信号生成三维图像；以及输出单元，其输出由处理单元生成的三维图像。
【专利说明】加工装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于对晶片等的被加工物实施规定的加工的激光加工装置、切削装 置、磨削装置等的加工装置。
【背景技术】
[0002] 在半导体器件制造过程中，由呈格子状排列在大致圆板形状的晶片的正面的分割 预定线划分出多个区域，在该划分出的区域内形成1C、LSI等的器件。然后，在对晶片的背 面进行磨削来形成为规定的厚度之后，沿着分割预定线切断，从而分割出形成有器件的区 域来制造一个个器件。
[0003] 对晶片的背面进行磨削的磨削装置具有以下等部分：卡盘工作台，其保持晶片； 磨削单元，其具有对由该卡盘工作台保持的晶片进行磨削的磨削轮；以及厚度计测单元，其 计测晶片的厚度（例如，参照专利文献1)。
[0004] 并且，沿着上述的晶片的分割预定线的分割是使用切削装置或激光加工装置来进 行的。切削装置具有以下等部分：卡盘工作台，其保持晶片；切削单元，其具有对由该卡盘 工作台保持的晶片进行切削的切削轮；以及摄像单元，其检测由卡盘工作台保持的晶片上 形成的分割预定线（例如，参照专利文献2)。
[0005] 并且，激光加工装置具有以下等部分：卡盘工作台，其保持晶片；激光光线照射单 元，其对由该卡盘工作台保持的晶片照射激光光线；以及摄像单元，其检测由卡盘工作台保 持的晶片上形成的分割预定线（例如，参照专利文献3)。
[0006] 然后，在切削装置或激光加工装置中，可以通过利用摄像单元对切削槽或激光加 工槽进行拍摄来检测切削槽或激光加工槽的状态，调整加工条件（例如，参照专利文献4)。
[0007] 【专利文献1】日本特开2002 - 319559号公报 [0008]【专利文献2】日本特开平7 - 45556号公报 [0009]【专利文献3】日本特开2008 - 12566号公报 [0010]【专利文献4】日本特开平5 - 326700号公报
[0011] 然而，由摄像单元拍摄的图像是二维图像，存在的问题是，不能够检测切削槽的深 度和截面形状、激光加工槽的深度、截面形状和碎屑的状态等，不能够根据三维加工调整加 工条件。
[0012] 并且，由于由摄像单元拍摄的图像是二维图像，因此存在的问题是在磨削装置中 不能够验证磨削痕的凹凸状态。
【发明内容】
[0013] 本发明是鉴于上述情况而作成的，本发明的主要技术课题是提供一种可以三维验 证对被加工物实施了加工的加工状态的加工装置。
[0014] 为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供了一种加工装置，其特征在于，该 加工装置具有：被加工物保持单元，其具有保持被加工物的保持面；加工单元，其对保持在 该被加工物保持单元上的被加工物实施加工；加工进给单元，其使该被加工物保持单元和 该加工单元在加工进给方向（X轴方向）上进行加工进给；三维摄像机构，其在X轴方向、与 X轴方向正交的Y轴方向、与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向上以三维方式对保持在该 被加工物保持单元的保持面上的被加工物进行拍摄，输出拍摄到的图像信号；处理单元，其 根据从该三维摄像机构输出的图像信号生成三维图像；以及输出单元，其输出由该处理单 元生成的三维图像。
[0015] 上述三维摄像机构具有：摄像元件单元，其在X轴方向和Y轴方向上排列有多个像 素；聚光器，其与被加工物保持单元的保持面相对；光照射单元，其通过该聚光器向保持在 被加工物保持单元的保持面上的被加工物照射光；干扰光生成单元，其生成干扰光和被保 持在被加工物保持单元的保持面上的被加工物反射的返回光；Z轴移动单元，其使聚光器 在Z轴方向上移动；以及Z轴方向位置检测单元，其对通过该Z轴移动单元进行了移动的聚 光器的Z轴方向位置进行检测，上述处理单元根据来自Z轴方向位置检测单元的Z轴方向 位置信号和来自摄像元件单元的摄像信号，按每个Z轴方向位置求出对由该干扰光生成单 元生成的强光进行了捕捉的摄像元件单元的像素的X坐标和Y坐标，根据按每个Z轴方向 位置求出的X坐标和Y坐标生成三维图像。
[0016] 并且，上述聚光器具有聚光器壳体和配设在该聚光器内的物镜，上述干扰光生成 单兀由玻璃板和第1分束器构成，其中，该玻璃板在聚光器壳体内相对于物镜配设到保持 在被加工物保持单元的保持面上的被加工物侧，且在中央处具有微细的反射镜，该玻璃板 生成干扰光，该第1分束器相对于该玻璃板配设在保持在被加工物保持单元的保持面上的 被加工物侧，且使从上述光照射单元照射的光透过而照射到保持在被加工物保持单元的保 持面上的被加工物，并且使光向该玻璃板的微细的反射镜进行反射，上述光照射单元由光 源和第2分束器构成，其中，该第2分束器配设在摄像元件单元与聚光器之间，且将来自光 源的光引导到聚光器内，并且将被保持在被加工物保持单元的保持面上的被加工物反射的 光引导到该摄像元件单元内。
[0017] 并且，期望的是，上述Z轴移动单元由使三维摄像机构在Z轴方向上移动的第IZ 轴移动单元和使聚光器在Z轴方向上移动的第2Z轴移动单元组成，更期望的是，第2Z轴移 动单元由压电电动机组成。
[0018] 本发明的加工装置具有：三维摄像机构，其在X轴方向、与X轴方向正交的Y轴方 向、与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向上以三维方式对保持在被加工物保持单元上的 被加工物进行拍摄，输出拍摄到的图像信号；处理单元，其根据从该三维摄像机构输出的图 像信号生成三维图像；以及显示由该处理单元生成的三维图像的显示单元等的输出单元， 因而可以根据作为输出单元的显示单元等上显示的三维图像验证由加工单元加工的加工 部的加工状态，因此可以调整加工条件并设定合适的加工条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是作为根据本发明构成的加工装置的激光加工装置的立体图。
[0020] 图2是分解示出图1所示的激光加工装置内安装的三维摄像机构的结构部件的立 体图。
[0021] 图3是图2所示的三维摄像机构的要部截面图。
[0022] 图4是构成图3所示的三维摄像机构的聚光器和干扰光生成单元的说明图。
[0023] 图5是图1所示的激光加工装置内安装的处理单元的方框结构图。
[0024] 图6是设定了施加给由压电电动机组成的致动器的电压与压电电动机的轴方向 位移之间的关系的控制映射图。
[0025] 图7是作为被加工物的半导体晶片安装在环状的框架上安装的切割带的正面的 状态的立体图。
[0026] 图8是利用图1所示的激光加工装置的激光加工槽形成工序的说明图。
[0027] 图9是利用图1所示的激光加工装置的激光加工槽确认工序的说明图。
[0028] 图10是示出三维摄像机构的另一实施方式的说明图。
[0029] 图11是示出三维摄像机构的又一实施方式的说明图。
[0030] 标号说明
[0031] 2 :静止基座；3 :卡盘工作台机构；36 :卡盘工作台；37 :加工进给单元；38 :分度进 给单元；4 :激光光线照射组件；5 :激光光线照射单元；51 :加工头；6 :摄像单元；7 :三维摄 像机构；72 :摄像元件单元；73 :聚光器；732 :物镜；74 :光照射单元；75 :干扰光生成单元； 76 :致动器；8 :第IZ轴移动单元；9 :处理单元；10 :半导体晶片。
【具体实施方式】
[0032] 以下，参照附图对由本发明构成的加工装置的优选实施方式进行更详细说明。
[0033] 图1示出作为由本发明构成的加工装置的激光加工装置的立体图。图1所示的激 光加工装置1具有：静止基座2 ;卡盘工作台机构3,其以能够在箭头X所示的加工进给方向 (X轴方向）上移动的方式配设在该静止基座2上并保持被加工物；以及作为激光光线照射 单元的激光光线照射组件4,其是配设在静止基座2上的加工单元。
[0034] 上述卡盘工作台机构3具有：沿着加工进给方向即箭头X所示的X轴方向平行地 配设在静止基座2上的一对导轨31、31 ;第1滑动块32,其以能够在X轴方向上移动的方式 配设在该导轨31、31上；第2滑动块33,其以能够在与X轴方向正交的Y轴方向上移动的 方式配设在该第1滑动块32上；盖台35,其在该第2滑动块33上由圆筒部件34所支撑； 以及卡盘工作台36,其是被加工物保持单元。该卡盘工作台36具有由多孔性材料形成的 吸附卡盘361，在吸附卡盘361的上表面即保持面上利用未图示的吸引单元保持作为被加 工物的例如圆板形状的半导体晶片。这样构成的卡盘工作台36通过配设在圆筒部件34内 的未图示的脉冲电动机来进行旋转。另外，在卡盘工作台36上配设有夹钳362,该夹钳362 用于隔着保护带支撑半导体晶片等的被加工物的环状框架。
[0035] 上述第1滑动块32在其下表面设置有与上述一对导轨31、31嵌合的一对被引导 槽321、321，并在其上表面设置有沿着Y轴方向平行地形成的一对导轨322、322。这样构成 的第1滑动块32构成为，通过使被引导槽321、321与一对导轨31、31嵌合，可沿着一对导 轨31、31在X轴方向上移动。卡盘工作台机构3具有加工进给单元37,该加工进给单元37 用于使第1滑动块32沿着一对导轨31、31在X轴方向上移动。加工进给单元37包括在上 述一对导轨31和31之间平行地配设的阳螺杆371、和用于驱动该阳螺杆371进行旋转的 脉冲电动机372等的驱动源。阳螺杆371的一端由固定在上述静止基座2上的轴承座373 旋转自如地支撑，阳螺杆371的另一端与上述脉冲电动机372的输出轴传动连结。另外，阳 螺杆371与形成于突出设置在第1滑动块32的中央部下表面的未图示的阴螺纹块内的贯 通阴螺纹孔螺合。因此，通过利用脉冲电动机372驱动阳螺杆371进行正转和反转，使第1 滑动块32沿着导轨31、31在X轴方向上移动。
[0036] 上述第2滑动块33构成为，在其下表面设置有与设置在上述第1滑动块32的上 表面的一对导轨322、322嵌合的一对被引导槽331、331，可通过使该被引导槽331、331与一 对导轨322、322嵌合，在与X轴方向正交的分度进给方向即箭头Y所示的Y轴方向上移动。 图示的实施方式中的卡盘工作台机构3具有分度进给单元38,该分度进给单元38用于使第 2滑动块33沿着设置在第1滑动块32上的一对导轨322、322在Y轴方向上移动。分度进 给单元38包括在上述一对导轨322和322之间平行地配设的阳螺杆381、和用于驱动该阳 螺杆381进行旋转的脉冲电动机382等的驱动源。阳螺杆381的一端由固定在上述第1滑 动块32的上表面上的轴承座383旋转自如地支撑，阳螺杆381的另一端与上述脉冲电动机 382的输出轴传动连结。另外，阳螺杆381与形成于突出设置在第2滑动块33的中央部下 表面的未图示的阴螺纹块内的贯通阴螺纹孔螺合。因此，通过利用脉冲电动机382驱动阳 螺杆381进行正转和反转，使第2滑动块33沿着导轨322、322在Y轴方向上移动。
[0037] 上述激光光线照射组件4具有：支撑部件41，其配设在上述静止基座2上；装置壳 体42,其由该支撑部件41支撑并实质上水平地延伸；激光光线照射单元5,其配设在该壳体 42上；以及摄像单元6,其检测应进行激光加工的加工区域。激光光线照射单元5具有脉冲 激光光线振荡单元和加工头51，该脉冲激光光线振荡单元配设在装置壳体42内并具有未 图示的脉冲激光光线振荡器和重复频率设定单元，该加工头51会聚从该脉冲激光光线振 荡单元振荡出的脉冲激光光线并将其向由卡盘工作台36保持的被加工物照射。
[0038] 上述摄像单元6在装置壳体42上相对于加工头51以规定的距离配设在X轴方向 的同一直线上。该摄像单元6除了由可见光线进行拍摄的通常的摄像元件（CCD)构成以 夕卜，还由以下等部分构成：向被加工物照射红外线的红外线照明单元、捕捉由该红外线照明 单元照射的红外线的光学系统、输出与由该光学系统捕捉到的红外线对应的电信号的摄像 元件（红外线CCD)，该摄像单元6将拍摄到的图像信号发送到未图示的控制单元。
[0039] 激光加工装置1具有三维摄像机构7,该三维摄像机构7配设在上述装置壳体42 上，在X轴方向、与X轴方向正交的Y轴方向、与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向上以 三维方式对由卡盘工作台36保持的被加工物进行拍摄，并输出拍摄到的图像信号。三维摄 像机构7通过配设在装置壳体42上的第IZ轴移动单元8以能够在Z轴方向上移动的方式 被支撑。参照图2至图4对三维摄像机构7和第IZ轴移动单元8进行说明。
[0040] 图2至图4所示的三维摄像机构7是所谓Mirau型三维摄像机构，如图3详细所 示具有：机构外壳71、配设在该机构外壳71的上部的摄像元件单元72、配设在机构外壳71 的下部并与卡盘工作台36的保持面（上表面）相对的聚光器73、以及通过该聚光器73向 保持在卡盘工作台36的保持面上的被加工物照射光的光照射单元74。摄像元件单元72在 X轴方向和Y轴方向上排列有多个像素，并将拍摄到的图像信号输出到后述的处理单元。
[0041] 构成三维摄像机构7的聚光器73由聚光器壳体731和配设在该聚光器壳体731 内的物镜732组成。物镜732如图4所示将来自后述的光照射单元74的光会聚到聚光点 P。另外，在本实施方式中，聚光点P的聚光光斑被设定为φ?〇〇ι·ιηι。在这样构成的聚光器73 的聚光器壳体731内配设有干扰光生成单兀75,该干扰光生成单兀75生成干扰光和被保持 在卡盘工作台36的保持面上的被加工物反射的返回光。干扰光生成单元75由玻璃板751 和第1分束器752组成，该玻璃板751相对于该物镜732配设在卡盘工作台36侧，该第1 分束器752相对于该玻璃板751配设在卡盘工作台36侧。玻璃板751在中央处具有直径 例如是φ〇.5_的微细的反射镜751a。上述第1分束器752使从光照射单元74照射并由物 镜732会聚的光透过并照射到保持在卡盘工作台36的保持面上的被加工物，并且向玻璃板 751的反射镜751a反射光。这样构成的聚光器73和干扰光生成单兀75当在聚光点P反射 的返回光和被第1分束器52反射的光在玻璃板751中干扰时生成光强度高的干扰光，并将 其向上述摄像元件单元72引导。
[0042] 配设有上述物镜732和干扰光生成单兀75的聚光器73的聚光器壳体731通过如 图3所示设置在机构外壳71的底壁711内的安装孔711a以能够在相对于卡盘工作台36 的保持面（上表面）垂直的方向（在图3中的上下方向）上移动的方式配设。然后，在本 实施方式中，在机构外壳71的底壁711与设置在聚光器壳体731的上端的凸缘部731a之 间配设有致动器76,该致动器76作为用于使聚光器壳体731在图3中的上下方向上移动的 第2Z轴移动单元执行功能。致动器76在本实施方式中由压电电动机组成，该压电电动机 由对应于要施加的电压值在轴方向上延伸的压电元件构成。因此，由压电电动机组成的致 动器76可以由后述的控制单元控制并对应于要施加的电压值而使聚光器壳体731在图3 中的上下方向（与卡盘工作台36的保持面垂直的方向）上移动。另外，致动器76也可以 使用如压电电动机那样响应性快的音圈电动机。
[0043] 上述光照射单元74由光源741和第2分束器742组成，该光源741由LED构成， 且配设在向机构外壳71的侧方突出的突出部712上，该第2分束器742配设在机构外壳71 中的摄像元件单元72与聚光器73之间，将来自光源741的光引导到聚光器73,并将被保持 在卡盘工作台36的保持面上的被加工物反射的光引导到摄像元件单元72。
[0044] 下面，参照图2对上述第IZ轴移动单元8进行说明。
[0045] 第IZ轴移动单元8由支撑壳体81和工作单元82组成，该支撑壳体81以能够在 箭头Z所示的Z轴方向（与卡盘工作台36的保持面垂直的方向）上移动的方式支撑上述 三维摄像机构7的机构外壳71，该工作单元82使由该支撑壳体81支撑的机构外壳71在箭 头Z所示的Z轴方向上移动。支撑壳体81由上壁811、底壁812和两侧壁813、814以及后 壁（未图示）组成，两侧壁813、814突出到前侧而构成导轨813a、813b。上述工作单元82 包括阳螺杆821和脉冲电动机822等的驱动源，该阳螺杆821平行地配设在支撑壳体81的 两侧壁813、814之间并由上壁811和底壁812以能够旋转的方式轴支撑，脉冲电动机822 配设在上壁811上并与阳螺杆821传动连结。形成在配设于上述机构外壳71的后壁的阴 螺纹块713内的贯通阴螺纹孔713a与这样构成的工作单元82的阳螺杆821螺合。因此， 通过利用脉冲电动机822驱动阳螺杆821正转和反转，使得安装有阴螺纹块713的机构外 壳71沿着导轨813a、814a在Z轴方向上移动。
[0046] 加工装置1具有Z轴方向位置检测单元80,该Z轴方向位置检测单元80用于检测 通过上述第IZ轴移动单元8移动的三维摄像机构7的Z轴方向位置。Z轴方向位置检测 单元80由线性刻度80a和读取头80b组成，该线性刻度80a配设在上述导轨813a上，该读 取头80b安装在上述三维摄像机构7的机构外壳71上并与机构外壳71 -起沿着线性刻度 80a移动。该Z轴方向位置检测单元80的读取头80b在本实施方式中每隔1 μ m将1脉冲 的脉冲信号发送到后述的处理单元。
[0047] 激光加工装置1具有图5所示的处理单元9,该处理单元9根据从上述三维摄像 机构7的摄像元件单元72输出的检测信号生成三维图像。处理单元9由计算机构成，并具 有：中央处理装置（CPU)91，其依照控制程序进行运算处理；只读存储器（R0M)92,其存储控 制程序等；可读写的随机存取存储器（RAM)93,其存储运算结果等；以及输入接口 94和输出 接口 95。来自上述三维摄像机构7的摄像元件单元72、用于检测上述三维摄像机构7的Z 轴方向位置的Z轴方向位置检测单元80的读取头80b等的检测信号被输入到处理单元9 的输入接口 94。然后，从处理单元9的输出接口 95向上述第IZ轴移动单元8的脉冲电动 机822、由作为第2Z轴移动单元执行功能的压电电动机组成的致动器76、光照射单元74的 光源741、显示单元和打印机等的输出单元90等输出控制信号。另外，在上述随机存取存储 器（RAM)93内存储有设定了施加给由上述压电电动机组成的致动器76的电压与压电电动 机的轴方向位移之间的关系的图6所示的控制映射图。
[0048] 激光加工装置1如上所述构成，以下对其作用进行说明。图7示出作为由上述的激 光加工装置1加工的被加工物的半导体晶片10安装在环状框架F上所安装的分割带T的 正面的状态的立体图。图7所示的半导体晶片10由硅晶片构成，在正面IOa上呈格子状形 成有多个分割预定线101，并且在由该多个分割预定线101划分出的多个区域内形成有1C、 LSI等的器件102。
[0049] 对这样的激光加工的实施方式进行说明，即：使用上述的激光加工装置1，沿着上 述半导体晶片10的分割预定线101照射激光光线，在半导体晶片10的内部沿着分割预定 线101形成激光加工槽。
[0050] 首先，在上述的图1所示的激光加工装置1的卡盘工作台36上放置贴附有半导体 晶片10的分割带T侧，在该卡盘工作台36上隔着分割带T吸引保持半导体晶片10。因此， 在卡盘工作台36上隔着分割带T吸引保持的半导体晶片10,其正面IOa为上侧。另外，安 装有分割带T的环状框架F由配设在卡盘工作台36上的夹钳362固定。这样吸引保持了 半导体晶片10的卡盘工作台36通过加工进给单元37定位在摄像单元6的正下方。
[0051] 当卡盘工作台36定位在摄像单元6的正下方时，利用摄像单元6和未图示的控制 单元执行检测半导体晶片10的应激光加工的加工区域的对准作业。即，摄像单元6和未图 示的控制单元执行用于进行在半导体晶片10的第1方向上形成的分割预定线101与激光 光线照射单元5的加工头51之间的位置对准的图案匹配等的图像处理，执行对准。并且， 对于形成在半导体晶片10上并在与第1方向正交的第2方向上形成的分割预定线101，也 同样执行对准。
[0052] 在如上所述进行了对准之后，移动卡盘工作台36,如图8的（a)所示使规定的分割 预定线101的一端（在图8的（a)中的左端）定位在激光光线照射单元5的加工头51的 正下方。然后，使从加工头51照射的脉冲激光光线的聚光点P对准半导体晶片10的正面 IOa(上表面）附近。然后，在从激光光线照射单元5的加工头51照射对于半导体晶片10 具有吸收性的波长的脉冲激光光线的同时，使卡盘工作台36在图8的（a)中箭头Xl所示的 方向上以规定的加工进给速度移动。然后，当分割预定线101的另一端（图8的（b)中的 右端）到达加工头51的正下方位置时，停止脉冲激光光线的照射并停止卡盘工作台36的 移动。其结果，如图8的（b)和图8的（c)所示，在半导体晶片10内，沿着分割预定线101 形成激光加工槽110 (激光加工槽形成工序）。
[0053] 另外，上述激光加工槽形成工序例如按以下的加工条件进行。
[0054] 波长 ：355nm 重复频率 ：50kHz 平均输出 ：5W 聚光光斑 ：q) 10 μηι 加工进给速度 ：200mm/秒
[0055] 下面，实施用于确认通过实施上述的激光加工槽形成工序而形成的激光加工槽 110在何种状态下被加工的激光加工槽确认工序。
[0056] 在激光加工槽确认工序中，首先，使加工进给单元37进行工作，使保持有被实施 了上述激光加工槽形成工序的半导体晶片10的卡盘工作台36移动到三维摄像机构7的聚 光器73的下侧，并使形成在半导体晶片10上的激光加工槽110定位在聚光器73的正下方。 然后，使第IZ轴移动单元8进行工作，使三维摄像机构7从规定的等待位置下降，并对作为 第2Z轴移动单元的由压电电动机组成的致动器76施加例如60V的电压，使由压电电动机 组成的致动器76处于图6所示伸展60 μ m的状态。在该状态下，从三维摄像机构7的聚光 器73照射的光的聚光点P(参照图4)设置在保持在卡盘工作台36的半导体晶片10的正 面IOa (上表面）附近。
[0057] 然后，使构成三维摄像机构7的摄像元件单元72、光照射单元74的光源741进行 工作，并使施加给由压电电动机组成的致动器76的电压从60V起一伏一伏（V)地下降。其 结果，在本实施方式中，如图6所示，由压电电动机组成的致动器76每IV缩短1 μ m，因而 聚光器73在Z轴方向上一微米一微米（1 μ m)地下降。这样每当聚光器73 -微米一微米 (Iym)地下降时，由摄像元件单元72拍摄到的图像被发送到处理单元9。处理单元9根 据从摄像元件单元72发送的摄像信号，如图9的（a)所示，按每个Z轴方向位置（Z1、Z2、 Z3…）求出接收到上述的光强度高的干扰光的像素的XY坐标，并将其存储在随机存取存储 器（RAM)93内。另外，Z轴方向位置（Z1、Z2、Z3…）是根据来自Z轴方向位置检测单元80 的读取头80b的检测信号或者施加给由压电电动机组成的致动器76的电压信号来求出的。 另外，由于压电电动机可以高速工作，因而可以在短时间内取得图像信息。因此，控制施加 给Z轴方向位置检测单元80和由压电电动机组成的致动器76的电压的处理单元9自身也 作为检测聚光器73的Z轴方向位置的Z轴方向位置检测单元执行功能。然后，处理单元9 根据存储在随机存取存储器（RAM) 93内的每个Z轴方向位置（Zl、Z2、Z3···)的接收到光强 度高的干扰光的像素的XY坐标，生成如图9的（b)所示形成在半导体晶片10内的激光加 工槽110的三维图像，将其输出到输出单元90,使其显示在监视器等的显示单元上，或者利 用打印机打印输出。这样通过使激光加工槽110的三维图像显示在作为输出单元90的监 视器等的显示单元上或者利用打印机打印输出，可以验证激光加工槽110的加工状态，因 而可以调整加工条件并设定合适的加工条件。
[0058] 另外，在上述的实施方式中，示出为了实施激光加工而在将半导体晶片10保持在 卡盘工作台36上的状态下实施激光加工槽确认工序的例子，然而也可以设置用于实施激 光加工槽确认工序的工作台，将形成有激光加工槽Iio的半导体晶片10保持在该工作台上 并实施上述激光加工槽确认工序。
[0059] 下面，参照图10对三维摄像机构的另一实施方式进行说明。另外，图10所示的三 维摄像机构7a是所谓Michaelson型三维摄像机构，由于上述图3和图4所示的三维摄像 机构7的结构部件中的干扰光生成单元不同，而其它结构部件实质上相同，因而对相同部 件附上相同标号并省略说明。
[0060] 图10所示的三维摄像机构7a的干扰光生成单元75a由第一分束器752a和反射镜 77a组成，该第一分束器752a相对于物镜732配设在卡盘工作台36侧，该反射镜77a配设 在由物镜732会聚后被第1分束器752a反射的光的聚光点位置。这样构成的干扰光生成 单元75a生成从光照射单元74的光源741照射、经由第2分束器742被引导到物镜732、由 该物镜732会聚、在聚光点P反射的返回光、和当在反射镜77a反射的光在第1分束器52a 中干扰时光强度高的干扰光，并将其向上述摄像元件单元72引导。
[0061] 下面，参照图11对三维摄像机构的又一实施方式进行说明。另外，图11所示的三 维摄像机构7b是所谓U ^ -々（Linique)型三维摄像机构，由于上述图3和图4所示的三 维摄像机构7和图10所示的三维摄像机构7a的结构部件中的干扰光生成单元不同，而其 它结构部件实质上相同，因而对相同部件附上相同标号并省略说明。
[0062] 图11所示的三维摄像机构7b的干扰光生成单元75b由以下部分组成：第1分束 器742b，其配设在光照射单元74的第2分束器42与物镜732之间；会聚透镜78b，其对被 该第1分束器742b反射的光进行会聚；以及反射镜77b，其配设在由该会聚透镜78b会聚 的光的聚光点位置。这样构成的干扰光生成单元75b生成从光照射单元74的光源741照 射、经由第2分束器742通过第一分束器742b被引导到物镜732、由该物镜732会聚、在聚 光点P反射的返回光、和当在反射镜77a反射的光在第1分束器742a中干扰时光强度高的 干扰光，并将其向上述摄像元件单元72引导。
[0063] 以上，根据图示的实施方式说明了本发明，然而本发明不限定于仅上述的实施方 式，能够在本发明的宗旨范围内进行各种变型。例如，在上述的实施方式中，示出将本发明 应用于激光加工装置的例子，然而本发明可以应用于切削装置来验证切削槽的深度和截面 形状，或者应用于磨削装置来验证磨削痕的凹凸状态。
[0064] 并且，在上述的实施方式中示出了这样的例子：将激光加工槽110的三维图像输 出到输出单元90,操作员根据三维图像验证激光加工槽110的加工状态，设定合适的加工 条件，然而也可以使用激光加工装置自身根据激光加工槽110的三维图像设定加工条件。 艮P，将使用合适的加工条件进行了加工的多个激光加工槽的三维图像预先存储在随机存取 存储器（RAM)93内，操作员输入与后面要加工的被加工物对应的激光加工槽的三维图像。 然后，针对后面要加工的被加工物改变加工条件的同时实施试验加工，将利用试验加工得 到的激光加工槽的三维图像与存储在随机存取存储器（RAM)93内的三维图像一致时的加 工条件决定为合适的加工条件。
[0065] 另外，在构成上述摄像元件单元72的XY坐标的像素数是例如10000X 10000的情 况下，如果使用所确定的1000X1000的像素，则可以减小存储器并可以将存储速度提高到 100 倍。
【权利要求】
1. 一种加工装置，其特征在于，该加工装置具有： 被加工物保持单元，其具有保持被加工物的保持面； 加工单元，其对保持在该被加工物保持单元的保持面上的被加工物进行加工； 加工进给单元，其使该被加工物保持单元和该加工单元在加工进给方向上进行加工进 给，其中，该加工进给方向为X轴方向； 三维摄像机构，其在X轴方向、与X轴方向正交的Y轴方向、与X轴方向和Y轴方向正交 的Z轴方向上以三维方式对保持在该被加工物保持单元的保持面上的被加工物进行拍摄， 输出拍摄到的图像信号； 处理单元，其根据从该三维摄像机构输出的图像信号生成三维图像；以及 输出单元，其输出由该处理单元生成的三维图像。
2. 根据权利要求1所述的加工装置，其中， 该三维摄像机构具有： 摄像元件单元，其在X轴方向和Y轴方向上排列有多个像素； 聚光器，其与该被加工物保持单元的保持面相对； 光照射单元，其通过该聚光器向保持在该被加工物保持单元的保持面上的被加工物照 射光； 干扰光生成单元，其生成返回光和干扰光，其中，该返回光是被保持在该被加工物保持 单元的保持面上的被加工物反射而得到的； Z轴移动单元，其使该聚光器在Z轴方向上移动；以及 Z轴方向位置检测单元，其对通过该Z轴移动单元而移动后的该聚光器的Z轴方向位置 进行检测， 该处理单元根据来自该Z轴方向位置检测单元的Z轴方向位置信号和来自该摄像元件 单元的摄像信号，按每个Z轴方向位置求出该摄像元件单元的捕捉到了由该干扰光生成单 元生成的强光的像素的X坐标和Y坐标，根据该按每个Z轴方向位置求出的X坐标和Y坐 标生成三维图像。
3. 根据权利要求2所述的加工装置，其中， 该聚光器具有聚光器壳体和配设在该聚光器壳体内的物镜， 该干扰光生成单兀由玻璃板和第1分束器构成，其中，该玻璃板在该聚光器壳体内相 对于该物镜配设到保持在该被加工物保持单元的保持面上的被加工物侧，且在中央处具有 微细的反射镜，生成干扰光，该第1分束器相对于该玻璃板配设到保持在该被加工物保持 单元的保持面上的被加工物侧，且使从该光照射单元照射出的光透过并照射到保持在该被 加工物保持单元的保持面上的被加工物，并且向该玻璃板的微细的反射镜反射光， 该光照射单元由光源和第2分束器构成，其中，该第2分束器配设在该摄像元件单元与 该聚光器之间，将来自该光源的光引导到该聚光器，并且，将被保持在该被加工物保持单元 的保持面上的被加工物反射的光引导到该摄像元件单元。
4. 根据权利要求2或3所述的加工装置，其中，该Z轴移动单元由第1Z轴移动单元和 第2Z轴移动单元构成，其中，该第1Z轴移动单元使该三维摄像机构在Z轴方向上移动，该 第2Z轴移动单元使该聚光器在Z轴方向上移动。
5. 根据权利要求4所述的加工装置，其中，该第2Z轴移动单元由压电电动机构成。
【文档编号】B28D5/00GK104416449SQ201410406398
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】伊藤优作 申请人:株式会社迪思科