具有基于拍摄图像的移送控制的装置的制作方法

本发明涉及一种装置，该装置具有：保持构件，其对被加工物进行保持；作用构件，其对被加工物实施作用；以及移动构件，其使该保持构件与该作用构件相对地移动。

背景技术：

在通过磨削装置(例如，参照专利文献1。)对由分割预定线划分并在正面上形成有ic、lsi等多个器件的晶片的背面进行磨削而形成为规定的厚度之后，通过划片装置(例如，参照专利文献2。)或激光加工装置(例如，参照专利文献3。)来分割成各个器件芯片，分割得到的器件芯片被应用于移动电话、个人计算机等电子设备。

例如，上述划片装置包含如下部件：作为保持构件的卡盘工作台，其在切削加工时对晶片进行保持；切削构件，其以能够旋转的方式具有对保持在该卡盘工作台上的晶片进行切削的切削刀具；加工进给构件，其使该卡盘工作台与该切削构件相对地进行加工进给；分度进给构件，其使该卡盘工作台与切削构件相对地进行分度进给；盒工作台，在该盒工作台上载置有收纳了多张晶片的盒；搬出构件，其将晶片从盒搬出到暂放台上；搬送机构，其将暂放在暂放台上的晶片搬送至卡盘工作台；对准构件，其对保持在该卡盘工作台上的晶片进行拍摄，并对待切削的区域进行检测；以及清洗构件，其对切削完的晶片进行清洗，该划片装置能够将晶片高精度地分割成各个器件芯片。

专利文献1：日本特开2001-284303号公报

专利文献2：日本特开2000-061804号公报

专利文献3：日本特开2005-088053号公报

这里，在上述划片装置中，将被加工物从盒中搬出之后一边通过各种保持构件进行保持，一边通过与对被加工物实施切削加工、清洗等作用的各位置对应的移动构件来使其移动。此时，为了确保针对作为精密设备的半导体晶片的加工品质，需要对各移动构件所进行的移动进行监视，并使其准确地移动至目标位置。因此，需要如下的方式等：在各移动构件的移动方向上铺设直线标尺，并设置对该直线标尺的刻度进行读取的读取头，对从读取头检测出的脉冲数进行计数而对移动进行监视，或者，按照各移动构件的目标位置来设置在移动构件到达目标位置的情况下导通的传感器、检测开关，并设置对是否已准确地移动至目标位置进行监视的构件，装置整体的结构会复杂化，并且产生了装置成本高昂化的问题。另外，该问题并不仅在划片装置中产生，还在磨削装置、激光加工装置等具有使被加工物移动至对被加工物实施作用的作用位置的构件的所有的装置中产生。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述事实而完毕的，其主要的技术课题在于，提供一种装置，该装置具有对被加工物进行保持的保持构件、对被加工物实施作用的作用构件、以及使保持着被加工物的保持构件相对于作用构件移动的移动构件，其中，不使该装置的结构复杂化、高昂化，能够使移动构件准确地移动至规定的位置，或者能够对动作错误进行监视。

为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种装置，其中，该装置具有：保持构件，其对被加工物进行保持；作用构件，其对保持在该保持构件上的被加工物实施作用；移动构件，其使该保持构件与该作用构件相对地移动；拍摄构件，其对借助该移动构件的动作而使该保持构件移动的区域进行拍摄；基本图像存储构件，其存储有与该保持构件或该作用构件的适当的动作相对应的基本图像；以及控制构件，其对该拍摄构件所拍摄的图像和该基本图像存储构件中所存储的基本图像进行比较而对该移动构件或该作用构件进行控制以使两图像一致。

并且，优选该装置具有显示构件，在即便该控制构件对该拍摄构件所拍摄的图像和该基本图像存储构件中所存储的基本图像进行比较而对该移动构件或该作用构件进行控制以使两图像一致但两图像也不一致的情况下，在该显示构件中显示出错误，该装置能够适用于划片装置、激光加工装置、磨削装置中的任意装置。

根据本发明，由于装置包含：保持构件；作用构件；拍摄构件，其对该保持构件借助移动构件的动作而移动的区域进行拍摄；基本图像存储构件，其存储有与该保持构件或该作用构件的适当的动作相对应的基本图像；控制构件，其对该拍摄构件所拍摄的图像和该基本图像存储构件中所存储的图像进行比较而对该移动构件或该作用构件进行控制以使图像一致，所以能够解决不需要配设多个用于对该保持构件的移动进行监视的传感器、不使对被加工物实施作用的装置的结构复杂化、高昂化的问题。

附图说明

图1是根据本发明而构成的、划片装置的整体立体图和控制构件(控制器)的框图。

图2是图1所示的划片装置的控制构件所执行的控制程序的流程图。

图3是用于对存储在图1所示的控制构件中的移动控制-基本图像图(移动控制-基本图像map)进行说明的说明图。

图4是用于对依照本发明而执行的通过控制程序来控制移动构件的动作进行说明的说明图。

标号说明

1：划片装置；2：装置外壳；3：卡盘工作台；4：主轴单元；5：对准构件；6：显示构件；7：盒工作台；8：盒；9：拍摄构件；10：控制构件；11：暂放部；12：被加工物搬出搬入构件；13：第1搬送机构；14：清洗构件；15：第2搬送机构。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对根据本发明而构成的装置的优选的实施方式进行详细地说明。

在图1中示出了根据本发明而构成的划片装置的整体立体图。图示的实施方式中的划片装置1具有大致长方体状的装置外壳2。在该装置外壳2内以能够在作为切削进给方向的箭头x所示的方向上移动的方式配设有作为对被加工物进行保持的保持构件的卡盘工作台3。卡盘工作台3具有吸附卡盘31，通过未图示的吸引构件将作为被加工物的例如圆板形状的晶片吸引保持在该吸附卡盘31的正面即保持面上。并且，卡盘工作台3构成为能够通过未图示的旋转机构而回转。另外，在卡盘工作台3上配设有夹具32，该夹具32用于对环状的支承框架f进行固定，该环状的支承框架f借助划片带t对作为被加工物的后述的半导体晶片w进行支承。通过未图示的切削进给构件使这样构成的卡盘工作台3在箭头x所示的切削进给方向上移动。

本实施方式的划片装置1具有作为加工构件的主轴单元4。主轴单元4具有：主轴外壳41，其安装在未图示的移动基台上并在作为分度方向的箭头y所示的方向和作为切入方向的箭头z所示的方向上进行移动调整；旋转主轴42，其被该主轴外壳41支承为自由旋转并通过未图示的旋转驱动机构而旋转驱动；以及切削刀具43，其安装在该旋转主轴42上。

该划片装置1具有对准构件5，该对准构件5用于对保持在构成上述卡盘工作台3的吸附卡盘31的正面即保持面上的晶片的正面进行拍摄，并对要通过上述切削刀具43来切削的区域进行检测，执行该晶片的待切削的区域与切削刀具43的对位。该对准构件5由显微镜和ccd照相机等光学构件构成，并将拍摄得到的图像信号发送给控制构件10。并且，划片装置1具有显示构件6，该显示构件6对由对准构件5拍摄得到的图像、后述的针对操作者的作业指令内容和所需的时间比例等进行显示。

该划片装置1具有对多个作为被加工物的半导体晶片w进行收纳的盒8。这里，对作为被加工物的半导体晶片w和支承框架f以及保护带t的关系进行说明。支承框架f具有对半导体晶片进行收纳的开口部。保护带t以覆盖上述开口部的方式安装，在该保护带t的上表面上粘贴有半导体晶片w。将这样借助保护带t被支承框架f支承的半导体晶片w收纳在上述盒8中。并且，盒8载置在盒工作台7上，该盒工作台7在盒载置部中以能够通过未图示的升降构件上下移动的方式配设。

进而，在该划片装置1的装置外壳2的中央的上方具有拍摄构件9，该拍摄构件9能够对该装置外壳2的作业区域进行拍摄。该拍摄装置9由l字形状的臂91和拍摄单元92构成，该臂91从装置外壳2中的设置有主轴单元4的图中右后侧朝向上方延伸，该拍摄单元92以使拍摄方向朝向下方的方式配设在该臂91的前端部，该拍摄单元92例如由作为拍摄器件的ccd元件和能够用于对装置外壳2上的作业区域整体进行拍摄的广角透镜构成。另外，该拍摄单元92也可以不具有该广角透镜，而是构成为将装置外壳2上的区域例如分成4个区域并能够根据需要朝向各区域切换拍摄方向，由此，能够对该装置外壳2上的作业区域整体进行拍摄。

该划片装置1具有：被加工物搬出搬入构件12，其从对收纳在盒8中的作为被加工物的半导体晶片w进行把持的作用位置将被加工物搬出到暂放部11上的搬出位置；第1搬送机构13，其将由该被加工物搬出搬入构件12搬出的半导体晶片w搬送到上述卡盘工作台3上；清洗构件14，其对卡盘工作台3上的切削加工后的半导体晶片w进行清洗；以及第2搬送机构15，其将卡盘工作台3上的切削加工后的半导体晶片w搬送到清洗构件14。另外，在图示的实施方式中，用于将由清洗构件14清洗的半导体晶片w搬送到上述暂放部11的搬送机构具有上述第1搬送机构13的功能。

接着，对上述第1搬送机构13进行说明。本实施方式中的第1搬送机构13具有l字状的工作臂131。在该l字状的工作臂131的一端部配设有吸附保持机构132，该吸附保持机构132具有与未图示的吸引构件连结的吸引部并对被加工物进行吸引保持，在该工作臂131的另一端侧配设有移动构件133，该移动构件133构成为能够升降和旋转。移动构件133使工作臂131在图1中的上下方向上进行动作，并且与包含有未图示的能够正转/反转的电动机的移动机构连结。因此，通过在正转方向或反转方向上对该移动机构进行驱动，工作臂131以该移动构件133为中心而旋转移动。其结果是，使工作臂131在水平面内进行动作，并使安装在该工作臂131的一端部的作为保持构件的吸引保持机构132在水平面内在上述暂放部11与作为对被加工物实施清洗作用的作用构件的清洗构件14或卡盘工作台3之间移动。

接着，对第2搬送机构15进行说明。本实施方式中的第2搬送机构15具有工作臂151。该工作臂151的一端部与容纳在装置外壳2内的未图示的往复移动机构连结。因此，安装在工作臂151的另一端部并对被加工物进行吸引保持的作为保持构件的吸引保持机构152在水平面内在上述清洗构件14与上述卡盘工作台3之间移动。

关于安装在上述工作臂151的另一端部的吸引保持机构152，在大致h形状的支承板上配设有与未图示的吸引构件连结的吸附部件，该吸引保持机构152与上述第1搬送机构13的吸引保持机构132实际上是相同的结构。

本实施方式的划片装置1具有图1所示的控制构件10。控制构件10由计算机构成，具有：中央处理装置(cpu)101，其根据控制程序来进行运算处理；只读存储器(rom)102，其对控制程序等进行储存；能够读写的随机存取存储器(ram)103，其对运算结果等进行储存；输入接口104以及输出接口105，该控制构件10将来自对准构件5、拍摄构件9的图像信号、来自其他操作构件的输入信号等输入到该输入接口104中。然后，从控制构件10的输出接口105输出针对主轴单元4的驱动信号、对准构件5、用于将由拍摄构件9拍摄出的图像显示在显示构件6上的信号等。

装备了根据本发明而构成的被加工物的搬送机构的划片装置如以上那样构成，以下，根据图1对其动作进行说明。通过未图示的升降构件使盒工作台7上下动作从而将收纳在盒8的规定的位置处的半导体晶片w定位在搬出位置。接着，被加工物搬出搬入构件12进行进退动作而将位于搬出位置的半导体晶片w搬出到暂放部11上(以上称为“盒-暂放部移送控制”。)。通过构成第1搬送机构13的工作臂131、吸引保持机构132、移动构件133和未图示的吸引构件的动作，将搬出到暂放部11的半导体晶片w搬送到构成上述卡盘工作台3的吸附卡盘31的载置面上(以上称为“暂放部-卡盘工作台移送控制”。)。

解除由构成第1搬送机构13的吸引保持机构132所进行的吸引保持，并且将由上述第1搬送机构13搬送到卡盘工作台3的吸附卡盘31上的半导体晶片w吸引保持在吸附卡盘31上。这样吸引保持着半导体晶片w的卡盘工作台3一直移动至对准构件5的正下方。当卡盘工作台3被定位在对准构件5的正下方时，通过对准构件5的拍摄元件对形成于半导体晶片w的切断线进行检测，使卡盘工作台43旋转规定的角度并且在作为分度方向的箭头y方向上对主轴单元4进行移动调节而进行切削刀具43与切断线的精密对位作业(以上，称为“对准时移动控制”。)。

之后，一边使切削刀具43在规定的方向上旋转，一边使吸引保持着半导体晶片w的卡盘工作台3在作为切削进给方向的箭头x所示的方向(与切削刀具43的旋转轴垂直的方向)上以例如30mm/秒的切削进给速度进行移动，由此，通过切削刀具43对保持在卡盘工作台3上的半导体晶片w沿着规定的切断线进行切断。即，由于切削刀具43安装在主轴单元4上并被旋转驱动，而该主轴单元4在作为分度方向的箭头y所示的方向和作为切入方向的箭头z所示的方向上进行移动调整而被定位，所以通过使卡盘工作台3沿着切削刀具43的下侧在切削进给方向上移动，从而利用切削刀具43对保持在卡盘工作台3上的半导体晶片w沿着规定的切断线进行切削。当沿着全部的切断线完毕切断时，半导体晶片w被分割成各个半导体器件芯片。分割得到的半导体器件芯片因保护带t的作用而不会散乱，维持了被支承框架f支承的半导体晶片w的状态。这样在半导体晶片w的切断终了之后，保持着半导体晶片w的卡盘工作台3返回到最初吸引保持着半导体晶片w的位置，在这里解除对半导体晶片w的吸引保持(以上称为“切削时移动控制”。)。

接着，通过构成第2搬送机构15的工作臂151、升降构件153、未图示的往复移动机构和吸引构件的动作而将在卡盘工作台3上被解除了吸引保持的被分割成各个半导体器件芯片的半导体晶片w吸引保持在吸引保持机构152上，并搬送到上述清洗构件14(以上称为“卡盘工作台-清洗构件移送控制”。)。

关于如上述那样搬送到清洗构件14上的被分割成各个半导体器件芯片的半导体晶片w，通过清洗构件14将在上述切削时生成的污染物等污垢清洗去除。通过上述第1搬送机构13的吸引保持机构132对由清洗构件14清洗后的半导体晶片w进行吸附，并通过工作臂151的移动来进行搬运而搬送到上述暂放部11(以上称为“清洗构件-暂放部移送控制”。)。通过被加工物搬出构件12将搬送到该暂放部11上的半导体晶片w收纳在盒8的规定的位置(以上，称为“暂放部-盒移送控制”。)。

如上述那样，本实施方式的划片装置中，在从收纳有作为被加工物的半导体晶片的盒中将该半导体晶片搬出起，直到经过切削加工、清洗并再次收纳在盒中为止的期间，具有如下的移动控制：使对被加工物进行保持的保持构件进行动作而对被加工物进行保持，并通过使该保持构件移动的移动构件进行动作而使该移动构件相对于对被加工物实施作用的作用构件相对地移动，该划片装置通过该移动控制来依次执行(1)“盒-暂放部移送控制”、(2)“暂放部-卡盘工作台移送控制”、(3)“对准时移动控制”、(4)“切削时移动控制”、(5)“卡盘工作台-清洗构件移送控制”、(6)“清洗构件-暂放部移送控制”以及(7)“暂放部-盒移送控制”。

这里，关于上述各移动控制中的作用构件，在“盒-暂放部移送控制”中为暂放部11，在“暂放部-卡盘工作台移送控制”中为卡盘工作台3，在“对准时移动控制”中为对准构件5，在“切削时移动控制”中为主轴单元4，在“卡盘工作台-清洗构件移送控制”中为清洗构件14，在“清洗构件-暂放部移送控制”中为暂放部11，在“暂放部-盒移送控制”中为盒8，在各移动控制中朝着该作用构件对作为被加工物的半导体晶片w进行保持的保持构件是被加工物搬出搬入构件12、吸引保持机构132、吸引保持机构152、卡盘工作台3，移动构件是使各保持构件移动的构件。

本实施方式的划片装置1根据存储在划片装置1所具有的控制构件10中的主程序而如上述那样进行动作，根据本发明而构成的控制构件10还具有根据图2所示的流程图来执行的移动控制监视程序，在根据该主程序来执行该移动控制(1)～(7)的期间，在规定的时间内重复执行移动控制监视程序。根据该移动控制监视程序来构成控制构件，该控制构件通过图像处理构件对该拍摄构件所拍摄的图像和后述的基本图像进行比较并对该移动构件或该作用构件进行控制以使两图像一致，以下对其进行详细地说明。

作为执行上述程序的前提，在控制构件10的只读存储器(rom)中，如图3所示的“移动控制-基本图像图”那样分类而存储有基本图像，该基本图像是与上述的(1)“盒-暂放部移送控制”、(2)“暂放部-卡盘工作台移送控制”、(3)“对准时移动控制”、(4)“切削时移动控制”、(5)“卡盘工作台-清洗构件移送控制”、(6)“清洗构件-暂放部移送控制”、(7)“暂放部-盒移送控制”的各个对应地，对在该移动构件、作用构件被适当控制的情况下的移动的开始时和移动的完毕时的特定的要素的位置关系进行了拍摄的基本图像。

在该图中，例如，在移动控制(1)(“盒-暂放部移送控制”)的开始状态的栏中存储有“基本图像1”，该基本图像1是对如下的移送开始状态进行了拍摄的图像：盒8处于盒工作台70上，搬出搬入构件12处于接近盒8而对支承着所收纳的加工前的半导体晶片w的框架f进行把持的作用位置，晶片w不在暂放部11上。并且，在移动控制(1)的完毕状态的栏中存储有“基本图像2”，该基本图像2是对如下的状态进行了拍摄的图像：盒8处于盒工作台70上，搬出搬入构件12将从盒8取出的半导体晶片w搬出到暂放部11上，半导体晶片w处于暂放部11上的规定的位置。与这些同样，对与移动控制(1)～(7)对应的各控制下的开始时、完毕时的基本图像1～14全部进行存储。

当根据图2来继续进行说明时，当该划片装置1中的加工开始时，对当前是否为任意的移动控制阶段进行判別，并对接下来执行的移动控制是否为任意的控制进行确定(步骤s1)。这里，例如，该划片装置1中，半导体晶片w从盒8被搬送并载置在暂放部11的规定的位置，通过控制构件10确定出是执行移动控制(2)(“暂放部-卡盘工作台移送控制”)的阶段。根据该步骤s1的判定，并参照图3的“移动控制-基本图像图”，从移动控制＝(2)、作为目标的状态＝“完毕”的栏中选择出图4所示的基本图像4(步骤s2)。该基本图像4是预先对适当地完毕暂放部-卡盘工作台移送控制完毕的情况下的状态进行拍摄而得的图像实施图像处理而存储的，是特别示出了如下的状态的图像：作为用于对该移动控制时的适当的控制进行判断的判断基准的特定要素(半导体晶片w、第1搬送机构13的工作臂131、卡盘工作台3)处于示出了移动完毕的位置。即，是从设置在第1搬送机构13的工作臂131的前端部的保持构件即吸附保持机构132对半导体晶片w进行保持并完毕了对被加工物实施吸附作用的卡盘工作台3上的移送的图像中提取出实线所示的上述特定要素的位置，并对该位置进行了记录的图像。当在步骤s2中选择了基本图像4时，则通过执行主程序而实际上开始进行暂放部-卡盘工作台移送控制，并通过移动构件133来驱动第1搬送机构13的工作臂131，朝向卡盘工作台3移送半导体晶片w。为了对该动作进行监视，通过拍摄构件9对包含有全部的作为上述特定要素而被确定的暂放构件11、第1搬送机构13、卡盘工作台3的拍摄区域进行拍摄，并输入到控制构件10中(步骤s3)。

对在步骤s3中输入到控制构件10的图像数据进行图像处理，并对所提取的各特定要素的位置关系进行确定，对该位置关系与上述基本图像4中所记录的处于适当的位置的各特定要素的位置关系是否一致进行判定(步骤s5)。另外，在该判定中，为了易于进行基于图像处理的判定，仅对该特定要素的位置关系进行确认，对虚线所示的其他要素则不进行一致关系的判断。这里，当判定为由拍摄构件9拍摄并通过图像处理提取的各特定要素的位置与基本图像4的位置关系不一致(否)时，则进入步骤s6，如果处于从移送动作开始到转换成移送完毕状态为止的完毕预定时间内，则再次返回步骤s3，重复进行步骤s3～s5。并且，在步骤s5中，当判定为所拍摄的图像与基本图像的特定要素的位置关系一致(是)时，判断为使执行中的移动控制(2)成为完毕状态的动作已适当终了，所以输出表示动作完毕的信号(步骤s51)，并进入步骤s8，使该移动控制(2)的工作停止。

并且，在重复判定为由拍摄构件9拍摄并通过图像处理提取的各特定要素的位置与基本图像4的位置关系不一致(否)，且根据步骤s6的判定已超过了从该移送控制开始到转换成完毕状态为止的适当的完毕预定时间的情况下，由于判断为没有进行适当的动作，所以进入步骤s7，输出错误信息。该错误输出被记录在控制构件10的随机存取存储器(ram)中，并且根据需要在显示构件6上输出错误显示，或输出报警蜂鸣声等。并且，在输出错误信息之后，进入步骤s8，使划片装置的工作停止。另外，不论是在移动控制适当地处于规定的时间内、拍摄图像与基本图像达到了一致的情况下，还是在拍摄图像与基本图像不一致而输出了错误信息的情况下，都在步骤s8中使移动控制的工作停止，但当在步骤s5中判定为达到一致而使工作停止的情况下，输出表示动作完毕的信号而不记录错误信息，所以能够根据主程序来快速地转换成接下来的移动控制。与此相对，当在规定的时间内达不到一致且输出错误信息而使动作停止的情况下，通过将该错误信息记录在控制构件10中，从而禁止转换成基于主程序的接下来的移动控制直到解除该错误信息。

当使上述移动控制(2)成为完毕状态的控制终了时，通过主程序将该划片装置的动作转换成接下来的移动控制(3)“对准时移动控制”，再次执行图2所示的控制程序，并重复执行与上述同样的控制，一直执行到全移动控制终了。另外，不仅在上述那样的进行将被加工物朝向作用构件移送的情况下，在一边使作用构件相对于被加工物移动一边实施加工的情况下同样也能够实施。例如，在选择了移动控制(4)“切削时移动控制”的情况下，作为特定要素，将作为保持构件的卡盘工作台3、作为被加工物的半导体晶片w、作为作用构件的主轴单元4作为特定要素，选择出与时间经过对应地记录了各特定要素的适当位置的基本图像，对通过图像处理而从拍摄构件9所拍摄的图像中提取的该特定要素的位置关系与基本图像中所记录的适当的位置关系是否一致进行判定。另外，在该情况下，使作为保持构件的卡盘工作台3相对于作为作用构件的主轴单元4相对地移动，并且使主轴单元4在分度进给方向(y轴方向)上移动。对于是否适当进行了该移动控制，对合适的基本图像进行存储而执行该移动控制监视程序，由此，能够对移动控制进行监视。

在本实施方式中，与该移动控制的开始、完毕的状态相关而记录基本图像，并对与该基本图像对应的状态与拍摄图像的一致性进行判定，但本发明并不仅限于此，能够与从移动控制的开始到完毕为止的多个点对应地对基本图像进行存储，并对是否按照该多个点适当地进行移动控制的工作进行监视。

进而，在本实施方式中，对在装置外壳2的中央的上方设置了1个拍摄构件9的例子进行了说明，但也可以设置多个该拍摄构件。通过与被加工物被移送的区域对应地设定多个拍摄构件，从而能够更适当地执行移动控制的监视的拍摄角度。并且，在本实施方式中，关于拍摄构件9，设置成其下方侧成为拍摄角度，但并不仅限于此，也可以根据需要来另外设置对水平方向进行拍摄的拍摄构件。如上述那样，主轴单元4、盒8也能够在上下方向(z轴方向)上进行动作，即使是从斜上方得到的拍摄图像也能够对其位置变化进行监视，不过如果从水平方向进行拍摄，则能够更准确地对其动作进行监视。

并且，在本实施方式中，示出了将本发明适用于划片装置的例子，但也能够适用于激光加工装置、磨削装置，只要是具有对被加工物进行保持的保持构件、对保持在保持构件上的被加工物实施作用的作用构件以及使保持构件与作用构件相对地移动的移动构件的装置，就能够适用于任何装置。