加工装置
【課題】加工手段と撮像対象物の間に光を透過しない層が存在するワークを撮像する場合においても、撮像対象物を撮像可能な加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置であって、ワーク１を保持する透明体から形成された保持部６４を有する保持手段と、該保持手段に保持された前記ワーク１を加工する加工手段と、前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部６４の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段２３と、前記保持手段に保持された前記ワーク１を、前記保持部６４を通して撮像する撮像手段とを具備し、該撮像手段は、前記ワーク１を撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部６４に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段２３によって該保持手段と一体的に送られる。
【解決手段】加工装置であって、ワーク１を保持する透明体から形成された保持部６４を有する保持手段と、該保持手段に保持された前記ワーク１を加工する加工手段と、前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部６４の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段２３と、前記保持手段に保持された前記ワーク１を、前記保持部６４を通して撮像する撮像手段とを具備し、該撮像手段は、前記ワーク１を撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部６４に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段２３によって該保持手段と一体的に送られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハを加工する加工装置に関し、特に、加工装置のアライメント撮像部の機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断予定ライン）によって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成されている半導体ウエーハを、ストリートに沿って切断することによってデバイス毎に分割して個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常ダイサーと称されている切削装置によって行われる。切削装置によるダイシング方法の他に、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザを用いるレーザダイシング方法も開発されている。
【０００４】
このレーザダイシング方法では、半導体ウエーハ等の被加工物（ワーク）に対して透過性を有する波長のパルスレーザを被加工物の内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射することで被加工物内部に変質層を形成し、変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることで個々のチップに分割する（例えば、特許第３４０８８０５号公報、特開平１０−３０５４２０号公報参照）。
【０００５】
これらの加工装置を用いて被加工物を加工する際には、被加工物の表面（回路パターンが形成されている面）を上向きにしてチャックテーブル上に被加工物を載置し、チャックテーブルの上方に配設された可視光カメラ等の撮像手段を含むアライメント手段でストリートを検出してアライメントを実施し、切削ブレード又はレーザ照射ヘッドをストリートに位置付けることで加工を実施している。
【０００６】
ところが、被加工物の表面を下向きに裏面を上向きにしてチャックテーブル上に被加工物を載置して加工を施す場合がある。例えば、サファイア基板上に発光デバイスを形成したＬＥＤチップ等をレーザで加工する際には、発光デバイス層の特性を劣化させる恐れがあるため、デバイスが形成されていない裏面側からレーザビームを入射させることが好ましい。
【０００７】
また、表面に微細な構造物が形成された一部のＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）では、ブレードダイシングによる加工中の切削水が表面の構造物を破損させる恐れがあるため、構造物側を保持テープに貼着して裏面側から加工する場合がある。
【０００８】
さらに、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス等、デバイス上に切削屑が付着することでデバイス不良となってしまう被加工物をブレードダイシングする場合においても、同様に表面を保持テープに貼着して裏面側から加工する場合がある。
【０００９】
そこで、このように回路パターンやストリートの形成面を下向きに保持して裏面側から加工する場合でも、アライメントを実施可能とする方法としてＩＲカメラを用いる方法が提案されている（特開平６−２３２２５５号公報及び特開平１０−３１２９７９号公報）。
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献３】特開平６−２３２２５５号公報
【特許文献４】特開平１０−３１２９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、アライメントパターンのある層の上にメタル層のように光を透過しない層を有する被加工物を加工する場合や、裏面にメタル層を有する被加工物を裏面から加工する場合は、メタル層側からＩＲカメラで撮像してもアライメントパターン又はストリートを検出することはできず、アライメントを実施することは不可能である。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工手段と撮像対象物の間に光を透過しない層が存在する被加工物を加工する場合においても、被加工物の構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能な加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、加工装置であって、ワークを保持する透明体から形成された保持部を有する保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを加工する加工手段と、前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段と、前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部を通して撮像する撮像手段とを具備し、該撮像手段は、前記ワークを撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段によって該保持手段と一体的に送られることを特徴とする加工装置が提供される。
【００１３】
好ましくは、撮像機構は倍率の異なる少なくとも２つ以上の撮像カメラを有し、２つ以上の撮像カメラは保持部の同一箇所を撮像する。好ましくは、撮像機構は少なくとも１つ以上のＩＲ撮像カメラを有している。
【００１４】
好ましくは、加工装置は保持手段に保持されたワークを保持部と反対側から撮像する第２撮像手段をさらに具備している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、加工手段と撮像対象物の間に光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、ワークの構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能な加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、チャックテーブルの下からウエーハを撮像する本発明の撮像手段（第１撮像手段）を具備したレーザ加工装置の概略構成図を示している。
【００１７】
レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。第１スライドブロック６は、ボールネジ８及びパスルモータ１０から構成されるＸ軸送り手段１２より一対のガイドレール１４に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００１８】
第１スライドブロック６上には筐体１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。筐体１６はボールネジ１８及びパルスモータ２０から構成されるＹ軸送り手段（割り出し送り手段）２２により一対のガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００１９】
筐体１６上にはチャックテーブル２８が回転可能に搭載されている。図２に最もよく示されるように、筐体１６の側面にはモータ２６が固定されており、モータ２６の出力軸に連結されたプーリー２７とチャックテーブル２８の枠体６２の外周に渡りベルト３０が巻回されている。モータ２６を回転すると、プーリー２７及びベルト３０を介してチャックテーブル２８が回転される。
【００２０】
チャックテーブル２８は、例えばＳＵＳ等の金属から形成された円筒状枠体６２と、例えばガラス等から形成された透明な保持部（保持パッド）６４とから構成される。透明な保持部６４には、後で詳細に説明する真空吸引源に接続された多数の吸引溝が形成されている。２９は後で説明する環状フレームを載置するフレーム載置台である。
【００２１】
再び図１を参照すると、Ｘ軸送り手段１２及びＹ軸送り手段２２により加工送り手段２３を構成する。よって、チャックテーブル２８は、加工送り手段２３によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。
【００２２】
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザビーム発振手段３４を収容したケーシング３５が取り付けられている。レーザビーム発振手段３４から発振されたレーザビームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６の対物レンズによって集光されて、チャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハ等の被加工物（ワーク）に照射される。
【００２３】
ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列してレーザビームによりレーザ加工すべき加工領域を検出する第２撮像手段３８が配設されている。第２撮像手段３８は、可視光によって撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子の他に、ワークに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像はコントローラ４０に送信される。
【００２４】
コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムによって演算処理をする中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インタフェース５０と、出力インタフェース５２とを備えている。
【００２５】
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。
【００２６】
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と、第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。
【００２７】
第２撮像手段３８で撮像した画像信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。一方、コントローラ５０の出力インタフェース５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザビーム発振手段３４等に制御信号が出力される。
【００２８】
図３に示すように、筐体１６内にはチャックテーブル２８の透明な保持部６４を通してワークを撮像する第１撮像手段７５が配設されている。第１撮像手段７５は、筐体１６の底面１６ａ上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第３スライドブロック６６を含んでいる。第３スライドブロック６６は、ボールネジ６８及びパルスモータ７０から構成されるＸ軸移動手段７２により一対のガイドレール７４に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００２９】
第３スライドブロック６６上には、第４スライドブロック７６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、第４スライドブロック７６はボールネジ７８及びパルスモータ８０から構成されるＹ軸送り手段８２により、一対のガイドレール８４に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００３０】
第４スライドブロック７６にはコラム８６が立設されている。コラム８６にはカメラユニット８８がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、カメラユニット８８はボールネジ９０及びパルスモータ９２から構成されるＺ軸移動手段９４により一対のガイドレール９６に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００３１】
Ｘ軸移動手段７２、Ｙ軸移動手段８２及びＺ軸移動手段９４により撮像機構送り手段９５を構成する。本実施形態の変形例として、カメラユニット８８が第４スライドブロック７６上に直接搭載されている場合には、Ｘ軸移動手段７２及びＹ軸移動手段８２により撮像機構送り手段９５を構成する。
【００３２】
図４を参照すると、第１実施形態のカメラユニット８８の概略構成図が示されている。カメラユニット８８は、光源１００と、低倍率カメラ１０２と、高倍率カメラ１０４を含んでいる。
【００３３】
光源１００からの出射光は、ミラー１０６及びハーフミラー１０８で反射されてカメラユニット８８の開口１１０、筐体１６の開口１７（図３参照）及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を通してチャックテーブル２８に保持された半導体ウエーハ等のワークに下側から照射される。
【００３４】
低倍率カメラ１０２は、ミラー１１４、ハーフミラー１１２、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介してワークの所定箇所を撮像し、高倍率カメラ１０４は、ハーフミラー１１２、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介してワークの前記所定箇所を撮像する。
【００３５】
本実施形態のカメラユニット８８では、複数のカメラ１０２,１０４がワークの同一箇所を撮像するので、例えば低倍率カメラ１０２から高倍率カメラ１０４に切り替える際に軸の送りが必要なく、制御が容易になるとともにカメラユニット８８を送る軸のストロークを小さくすることができる。
【００３６】
図５を参照すると、第２実施形態のカメラユニット８８Ａの概略構成図が示されている。カメラユニット８８Ａは、光源１００と、低倍率ＩＲカメラ１１６と、高倍率ＩＲカメラ１１８と、低倍率カメラ１０２と、高倍率カメラ１０４を含んでいる。
【００３７】
図４に示した実施形態と同様に、光源１００の出射光は、ミラー１０６、ハーフミラー１０８、開口１１０、筐体１６の開口１７及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介してチャックテーブル２８に保持されたワークに照射される。
【００３８】
ミラー１２０はエアシリンダ１２２により矢印Ａ方向に移動可能に配設されており、ミラー１２４はエアシリンダ１２６により矢印Ａ方向に移動可能に配設されており、ミラー１２８はエアシリンダ１３０により矢印Ａ方向に移動可能に配設されている。ミラー１３２，１３４及び１３６は固定的に配設されている。
【００３９】
低倍率ＩＲカメラは１１６で撮像する場合には、図５に示したカメラ配置により撮像する。即ち、ミラー１３２、ミラー１２０、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの所定箇所を撮像する。
【００４０】
高倍率ＩＲカメラ１１８で撮像する場合には、エアシリンダ１２２を駆動してミラー１２０を右手方向に退避させる。これにより、高倍率ＩＲカメラ１１８は、ミラー１３４、ミラー１２４、ハーフミラー１０８及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。
【００４１】
低倍率カメラ１０２で撮像する場合には、エアシリンダ１２２及び１２６を駆動して、ミラー１２０及び１２４を右手方向に退避させる。これにより、低倍率カメラ１０２は、ミラー１３６、ミラー１２８、ハーフミラー１０８及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。
【００４２】
高倍率カメラ１０４で撮像する場合には、エアシリンダ１２２，１２６，１３０を駆動してミラー１２０，１２４，１２８を右手方向に退避させる。これにより、高倍率カメラ１０４は、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。本実施形態のカメラユニット８８Ａによると、可視光を透過しないワークのハーフカット等でもカット状態を確認できる。
【００４３】
図６を参照すると、レーザ加工装置２による加工対象である半導体ウエーハ１の表面側斜視図が示されている。ウエーハ１の表面１ａには格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）より区画された各領域にデバイス５が形成されている。各デバイス５にはアライメント時に検出対象となるターゲットパターン７が形成されている。
【００４４】
図１に示したレーザ加工装置２による加工では、ウエーハ１はその表面１ａ側を下にしてダイシングテープ（粘着テープ）Ｔに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は図７に示すように環状フレームＦに貼着される。よって、半導体ウエーハ１はその裏面１ｂを上にした図７の状態でチャックテーブル２８上に搭載される。
【００４５】
図８を参照すると、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに搭載された他の種類の半導体ウエーハ１Ａの裏面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１Ａの裏面にはメタル層９が形成されている。よって、このような半導体ウエーハ１Ａのターゲットパターン７の撮像は第２撮像手段３８がＩＲカメラを含んでいても不可能である。
【００４６】
しかし、図３に示す第１撮像手段７５は半導体ウエーハ１Ａの下側に配設されていて、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して半導体ウエーハ１Ａを撮像するため、ターゲットパターン７を容易に撮像することができる。
【００４７】
図９を参照すると、ＬＥＤウエーハ等の小径の複数のワーク１１がその表面側をダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの周辺部が環状フレームＦに貼着された状態が示されている。
【００４８】
このように複数のワーク１１がその表面を下にしてダイシングテープＴに貼着されている場合には、１つのワーク１１の加工をレーザ加工装置２で行っている際に、次のワーク１１のアライメントを第１撮像手段７５で行うことができる。
【００４９】
本発明の加工装置の加工対象となるワークは、図６乃至図９に示した半導体ウエーハ等に限定されるものではなく、チップ実装用としてのウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ダイ・アタッチ・フィルム）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス系またはシリコン系の基板、各種電子部品、各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料を挙げることができる。
【００５０】
図１０を参照すると、チャックテーブル２８へのバキューム配管１３８の取り付け状態の平面図が示されている。図１０（Ａ）でチャックテーブル２８が矢印Ｂ方向に回転されると、バキューム配管１３８は図１０（Ｂ）に示すようにチャックテーブル２８と共に回転する。
【００５１】
図１１を参照すると、図１に示した第１実施形態の筐体１６及びチャックテーブル２８部分の縦断面図が示されている。この図では、加工送り手段２３及び撮像機構送り手段９５は概略的に示されている。
【００５２】
図１２は図１１のＣ部分の拡大断面図であり、半導体ウエーハ１はその表面１ａを下側にしてダイシングテープＴに貼着され、環状フレームＦがフレーム載置台２９上に搭載されている。
【００５３】
チャックテーブル２８の保持部（保持面）６４はガラス等の透明物質から形成されており、複数の吸引溝１４０を有している。吸引溝１４０はバキューム配管１３８に接続されている。
【００５４】
図１１に示すように、チャックテーブル２８の透明保持部６４に保持された半導体ウエーハ１の下側にカメラユニット８８が配設されているので、集光器３６と撮像対象物である半導体ウエーハ１のターゲットパターン７との間にメタル層等の光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、第１撮像手段７５を構成するカメラユニット（撮像機構）８８によりターゲットパターンを容易に撮像することができ、必要とするアライメントを実施することができる。
【００５５】
図１３に示すように、保持部６４は、細孔または吸引溝等の複数の吸引路が形成された吸引路形成領域６４ａと、吸引路の形成されていない十字形状の吸引路非形成領域６４ｂと、吸引路の形成されていない外周領域６４ｃとを有している。
【００５６】
カメラユニット８８によるターゲットパターンの撮像は、ターゲットパターンをクリアに捕らえるために、吸引路非形成領域６４ｂを通して行うのが好ましい。保持部６４は、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、又はフッ化マグネシウムのいずれかから形成される。
【００５７】
また、チャックテーブル２８の下にカメラユニット８８が配設されているので、チャックテーブル２８は半導体ウエーハ１を保持した瞬間にアライメントを実施可能である。さらに、カメラユニット８８はチャックテーブル２８の下でレーザ加工手段とは独立して移動できるので、いつでも切削溝の蛇行、裏面チッピング、カーフ位置等の加工状態を確認することができる。但し、アライメントと焦点位置が違うものを撮像するためには、Ｚ軸送り手段９４を作動して焦点位置を合わせる必要がある。
【００５８】
本明細書類で使用する「透明」という用語は、可視光域、またはそれ以外の波長域の光を少なくとも一部透過させる特性を言う。透明な媒体を挟んで対向する物体は、透明な媒介を通して視認可能である。
【００５９】
また、図１に示した実施形態のレーザ加工装置２はチャックテーブル２８の上側に配設された第２撮像手段３８を具備しているので、カメラユニット８８でターゲットパターン７が撮像できないウエーハでも、ターゲットパターン７の撮像が可能である。
【００６０】
図１４を参照すると、本発明第２実施形態の筐体１６及びチャックテーブル２８部分の縦断面図が示されている。本実施形態の筐体１６は、ＤＤＭ（ダイレクト・ドライブ・モーター）１４２上に搭載されている。よって、第２撮像手段７５を構成するカメラユニット８８は回転可能である。
【００６１】
ＤＤＭ１４２は中心穴１４４を有しており、この中心穴１４４中にバキューム配管１４８が配設されており、筐体１６には保持部（保持面）６４に形成された吸引溝１４０とバキューム配管１４８に接続された吸引路１４６が形成されている。
【００６２】
本実施形態では、半導体ウエーハ１はその表面１を下にしてチャックテーブル２８の保持部６４により直接吸引保持される。半導体ウエーハ１は環状フレームに支持されていないため、半導体ウエーハ１はチャックテーブル２８とともに回転可能である。本実施形態でも、第１の撮像手段は７５を構成するカメラユニット８８はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能であるので、上述した第１実施形態と同様な作用効果を達成することができる。
【００６３】
図１５を参照すると、他の実施形態の保持部６４Ａの縦断面図が示されている。保持部６４Ａはガラス等の透明物質から形成されており、複数の横方向吸引溝１４１と横方向吸引溝１４１に直交する複数の縦方向吸引溝１４３を有している。符号１４５はバキューム配管１３８に接続する吸引溝である。
【００６４】
以下、第１撮像手段７５を利用したアライメント作業について説明する。図１１に示すように、筐体１６上に環状フレームＦを載置し、真空吸引源を作動してチャックテーブル２８の保持部６４により半導体ウエーハ１を吸引保持する。
【００６５】
第１撮像手段７５はチャックテーブル２８の保持部６４の真下に位置しているため、チャックテーブル２８の保持部６４上に半導体ウエーハ１を搭載すると、直ちに第１撮像手段７５のカメラユニット８８により半導体ウエーハ１を透明保持部６４を通して撮像して、アライメントを実施可能である。
【００６６】
第１撮像手段７５が切削加工すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削加工前に予め取得しておく必要がある。そこで、チャックテーブル２８の透明保持部６４に半導体ウエーハ１が保持されると、光源１００が点灯されて半導体ウエーハ１を下から照明し、まず低倍率カメラ１０２で透明保持部６４を通して半導体ウエーハ１の表面を撮像し、撮像した画像を図示しないＬＣＤ等のディスプレイに表示させる。
【００６７】
レーザ加工装置２のオペレータは、図示しない操作パネルを操作することにより、Ｘ軸送り手段７２及びＹ軸送り手段８２を駆動して、パターンマッチングのターゲットとなるターゲットパターン７を探索する。
【００６８】
オペレータがターゲットパターン７を決定すると、高倍率カメラ１０４に切り替えてターゲットパターン近辺を撮像し、ターゲットパターン７を含む画像はレーザ加工装置２のコントローラ４０に備えたＲＡＭ４６に記憶される。
【００６９】
また、そのターゲットパターン７とストリート３の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もＲＡＭ４６に記憶させておく。更に、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもコントローラ４０のＲＡＭ４６に記憶させておく。
【００７０】
半導体ウエーハ１のストリート３に沿った切断の際には、記憶させたターゲットパターンの画像と実際に第１撮像手段７５により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングを実施する。このパターンマッチングは、Ｘ軸方向に伸長する同一ストリート３に沿った互いに離間したＡ点及びＢ点の２点で実施する。
【００７１】
Ａ点でのパターンマッチングが完了すると、カメラユニット８８をＸ軸方向に移動させてＡ点とＸ軸方向に相当離れたＢ点でのパターンマッチングを行う。この時、Ａ点からＢ点まで一気に移動してパターンマッチングを行うのではなく、Ｂ点への移動途中の複数箇所で必要に応じてパターンマッチングを実施して、Ｙ軸方向のずれを補正すべくモータ２６を駆動してチャックテーブル２８を僅かに回転させてθ補正を行って、最終的にＢ点でのパターンマッチングを実施する。
【００７２】
Ａ点及びＢ点でのパターンマッチングが完了すると、２つのターゲットパターン７を結んだ直線はストリート３と平行となったことになり、ターゲットパターン７とストリート３の中心線の距離分だけチャックテーブル２８をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリート３と集光器（レーザ照射ヘッド）３６との位置合わせを行い、アライメントが完了する。
【００７３】
上述した実施形態によると、集光器（レーザ照射ヘッド）３６と撮像対象物のワークとの間に光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、ワークの構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能である。
【００７４】
例えば、裏面にメタル層のような赤外線（ＩＲ）を透過しない層が存在するワークを裏面から加工する場合においても、表面側の分割予定ラインを撮像してアライメントを実施可能である。
【００７５】
また、ワークを撮像するカメラユニット８８は常にチャックテーブル２８の下にいるので、ワークをチャックテーブル２８が保持した瞬間に保持部６４を通してカメラユニット８８でワークを撮像してアライメントを行うことができる。
【００７６】
更に、カメラユニット８８はチャックテーブル２８の下でレーザ照射ヘッド３６とは独立して動けるので、いつでも加工状態（蛇行、裏面チップ、カーフ位置等）を確認することができる。
【００７７】
倍率の異なる複数の撮像カメラが保持部６４の同一箇所を撮像するので、例えば小倍率から大倍率にカメラを切換える際に軸の送りが必要なく、切替制御が容易になる。カメラユニット８８ＡがＩＲ撮像カメラを含む場合には、可視光を透過しないワークのハーフカット等でもカット状態を確認できる。
【００７８】
本発明の加工装置は図１に示したレーザ加工装置２に限定されるものではなく、図１６に示したような切削装置（ダイシング装置）１５２にも本発明の第１撮像手段７５を同様に適用可能である。
【００７９】
切削装置１５２のベース４には垂直コラム１５４が立設されており、この垂直コラム１５４に切削ユニット（切削手段）１５６がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、切削ユニット１５６のハウジング１５８は、ボールネジ１６２及びパルスモータ１６４から構成されるＺ軸送り手段１６６により一対のガイドレール１６８に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００８０】
ハウジング１５８中には図示しないスピンドル及びスピンドルを回転駆動するモータが収容されており、スピンドルの先端には切削ブレード１６０が着脱可能に装着されている。本実施形態の他の構成は、図１に示したレーザ加工装置２と同様であるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明第１実施形態のレーザ加工装置の概観斜視図である。
【図２】筐体及びチャックテーブル部分の斜視図である。
【図３】筐体内に収容された第１撮像手段の斜視図である。
【図４】第１実施形態のカメラユニットの概略構成図である。
【図５】第２実施形態のカメラユニットの概略構成図である。
【図６】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図７】ダイシングテープを介して環状フレームに搭載された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図８】ダイシングテープを介して環状フレームに搭載された裏面にメタル層を有する半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図９】複数のワークがダイシングテープを介して環状フレームに搭載された状態の斜視図である。
【図１０】チャックテーブルとバキューム配管の接続状態を示す平面図である。
【図１１】第１実施形態の筐体及びチャックテーブル部分の縦断面図である。
【図１２】図１１のＣ部分の拡大断面図である。
【図１３】保持部の平面図である。
【図１４】第２実施形態の筐体及びチャックテーブル部分の縦断面図である。
【図１５】保持部の他の実施形態の縦断面図である。
【図１６】本発明の第１の撮像手段を具備した切削装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 半導体ウエーハ
２ レーザ加工装置
５ デバイス
７ ターゲットパターン
９ メタル層
１２ Ｘ軸送り手段
１６ 筐体
２２ Ｙ軸送り手段
２３ 加工送り手段
２６ モータ
２８ チャックテーブル
３４ レーザビーム発振手段
３６ 集光器
３８ 第２撮像手段
６４ 保持部（保持面）
７２ Ｘ軸送り手段
７５ 第１撮像手段
８２ Ｙ軸送り手段
８８ カメラユニット
９４ Ｚ軸送り手段
１００ 光源
１０２ 低倍率カメラ
１０４ 高倍率カメラ
１０８，１１２ ハーフミラー
１１６ 低倍率ＩＲカメラ
１１８ 高倍率ＩＲカメラ
１２２，１２６，１３０ エアシリンダ
１４２ ダイレクト・ドライブ・モータ
１５２ 切削装置
１６０ 切削ブレード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハを加工する加工装置に関し、特に、加工装置のアライメント撮像部の機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断予定ライン）によって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成されている半導体ウエーハを、ストリートに沿って切断することによってデバイス毎に分割して個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常ダイサーと称されている切削装置によって行われる。切削装置によるダイシング方法の他に、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザを用いるレーザダイシング方法も開発されている。
【０００４】
このレーザダイシング方法では、半導体ウエーハ等の被加工物（ワーク）に対して透過性を有する波長のパルスレーザを被加工物の内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射することで被加工物内部に変質層を形成し、変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることで個々のチップに分割する（例えば、特許第３４０８８０５号公報、特開平１０−３０５４２０号公報参照）。
【０００５】
これらの加工装置を用いて被加工物を加工する際には、被加工物の表面（回路パターンが形成されている面）を上向きにしてチャックテーブル上に被加工物を載置し、チャックテーブルの上方に配設された可視光カメラ等の撮像手段を含むアライメント手段でストリートを検出してアライメントを実施し、切削ブレード又はレーザ照射ヘッドをストリートに位置付けることで加工を実施している。
【０００６】
ところが、被加工物の表面を下向きに裏面を上向きにしてチャックテーブル上に被加工物を載置して加工を施す場合がある。例えば、サファイア基板上に発光デバイスを形成したＬＥＤチップ等をレーザで加工する際には、発光デバイス層の特性を劣化させる恐れがあるため、デバイスが形成されていない裏面側からレーザビームを入射させることが好ましい。
【０００７】
また、表面に微細な構造物が形成された一部のＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）では、ブレードダイシングによる加工中の切削水が表面の構造物を破損させる恐れがあるため、構造物側を保持テープに貼着して裏面側から加工する場合がある。
【０００８】
さらに、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス等、デバイス上に切削屑が付着することでデバイス不良となってしまう被加工物をブレードダイシングする場合においても、同様に表面を保持テープに貼着して裏面側から加工する場合がある。
【０００９】
そこで、このように回路パターンやストリートの形成面を下向きに保持して裏面側から加工する場合でも、アライメントを実施可能とする方法としてＩＲカメラを用いる方法が提案されている（特開平６−２３２２５５号公報及び特開平１０−３１２９７９号公報）。
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献３】特開平６−２３２２５５号公報
【特許文献４】特開平１０−３１２９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、アライメントパターンのある層の上にメタル層のように光を透過しない層を有する被加工物を加工する場合や、裏面にメタル層を有する被加工物を裏面から加工する場合は、メタル層側からＩＲカメラで撮像してもアライメントパターン又はストリートを検出することはできず、アライメントを実施することは不可能である。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工手段と撮像対象物の間に光を透過しない層が存在する被加工物を加工する場合においても、被加工物の構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能な加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、加工装置であって、ワークを保持する透明体から形成された保持部を有する保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを加工する加工手段と、前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段と、前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部を通して撮像する撮像手段とを具備し、該撮像手段は、前記ワークを撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段によって該保持手段と一体的に送られることを特徴とする加工装置が提供される。
【００１３】
好ましくは、撮像機構は倍率の異なる少なくとも２つ以上の撮像カメラを有し、２つ以上の撮像カメラは保持部の同一箇所を撮像する。好ましくは、撮像機構は少なくとも１つ以上のＩＲ撮像カメラを有している。
【００１４】
好ましくは、加工装置は保持手段に保持されたワークを保持部と反対側から撮像する第２撮像手段をさらに具備している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、加工手段と撮像対象物の間に光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、ワークの構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能な加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、チャックテーブルの下からウエーハを撮像する本発明の撮像手段（第１撮像手段）を具備したレーザ加工装置の概略構成図を示している。
【００１７】
レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。第１スライドブロック６は、ボールネジ８及びパスルモータ１０から構成されるＸ軸送り手段１２より一対のガイドレール１４に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００１８】
第１スライドブロック６上には筐体１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。筐体１６はボールネジ１８及びパルスモータ２０から構成されるＹ軸送り手段（割り出し送り手段）２２により一対のガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００１９】
筐体１６上にはチャックテーブル２８が回転可能に搭載されている。図２に最もよく示されるように、筐体１６の側面にはモータ２６が固定されており、モータ２６の出力軸に連結されたプーリー２７とチャックテーブル２８の枠体６２の外周に渡りベルト３０が巻回されている。モータ２６を回転すると、プーリー２７及びベルト３０を介してチャックテーブル２８が回転される。
【００２０】
チャックテーブル２８は、例えばＳＵＳ等の金属から形成された円筒状枠体６２と、例えばガラス等から形成された透明な保持部（保持パッド）６４とから構成される。透明な保持部６４には、後で詳細に説明する真空吸引源に接続された多数の吸引溝が形成されている。２９は後で説明する環状フレームを載置するフレーム載置台である。
【００２１】
再び図１を参照すると、Ｘ軸送り手段１２及びＹ軸送り手段２２により加工送り手段２３を構成する。よって、チャックテーブル２８は、加工送り手段２３によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。
【００２２】
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザビーム発振手段３４を収容したケーシング３５が取り付けられている。レーザビーム発振手段３４から発振されたレーザビームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６の対物レンズによって集光されて、チャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハ等の被加工物（ワーク）に照射される。
【００２３】
ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列してレーザビームによりレーザ加工すべき加工領域を検出する第２撮像手段３８が配設されている。第２撮像手段３８は、可視光によって撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子の他に、ワークに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像はコントローラ４０に送信される。
【００２４】
コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムによって演算処理をする中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インタフェース５０と、出力インタフェース５２とを備えている。
【００２５】
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。
【００２６】
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と、第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。
【００２７】
第２撮像手段３８で撮像した画像信号はコントローラ４０の入力インタフェース５０に入力される。一方、コントローラ５０の出力インタフェース５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザビーム発振手段３４等に制御信号が出力される。
【００２８】
図３に示すように、筐体１６内にはチャックテーブル２８の透明な保持部６４を通してワークを撮像する第１撮像手段７５が配設されている。第１撮像手段７５は、筐体１６の底面１６ａ上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第３スライドブロック６６を含んでいる。第３スライドブロック６６は、ボールネジ６８及びパルスモータ７０から構成されるＸ軸移動手段７２により一対のガイドレール７４に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００２９】
第３スライドブロック６６上には、第４スライドブロック７６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、第４スライドブロック７６はボールネジ７８及びパルスモータ８０から構成されるＹ軸送り手段８２により、一対のガイドレール８４に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００３０】
第４スライドブロック７６にはコラム８６が立設されている。コラム８６にはカメラユニット８８がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、カメラユニット８８はボールネジ９０及びパルスモータ９２から構成されるＺ軸移動手段９４により一対のガイドレール９６に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００３１】
Ｘ軸移動手段７２、Ｙ軸移動手段８２及びＺ軸移動手段９４により撮像機構送り手段９５を構成する。本実施形態の変形例として、カメラユニット８８が第４スライドブロック７６上に直接搭載されている場合には、Ｘ軸移動手段７２及びＹ軸移動手段８２により撮像機構送り手段９５を構成する。
【００３２】
図４を参照すると、第１実施形態のカメラユニット８８の概略構成図が示されている。カメラユニット８８は、光源１００と、低倍率カメラ１０２と、高倍率カメラ１０４を含んでいる。
【００３３】
光源１００からの出射光は、ミラー１０６及びハーフミラー１０８で反射されてカメラユニット８８の開口１１０、筐体１６の開口１７（図３参照）及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を通してチャックテーブル２８に保持された半導体ウエーハ等のワークに下側から照射される。
【００３４】
低倍率カメラ１０２は、ミラー１１４、ハーフミラー１１２、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介してワークの所定箇所を撮像し、高倍率カメラ１０４は、ハーフミラー１１２、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介してワークの前記所定箇所を撮像する。
【００３５】
本実施形態のカメラユニット８８では、複数のカメラ１０２,１０４がワークの同一箇所を撮像するので、例えば低倍率カメラ１０２から高倍率カメラ１０４に切り替える際に軸の送りが必要なく、制御が容易になるとともにカメラユニット８８を送る軸のストロークを小さくすることができる。
【００３６】
図５を参照すると、第２実施形態のカメラユニット８８Ａの概略構成図が示されている。カメラユニット８８Ａは、光源１００と、低倍率ＩＲカメラ１１６と、高倍率ＩＲカメラ１１８と、低倍率カメラ１０２と、高倍率カメラ１０４を含んでいる。
【００３７】
図４に示した実施形態と同様に、光源１００の出射光は、ミラー１０６、ハーフミラー１０８、開口１１０、筐体１６の開口１７及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介してチャックテーブル２８に保持されたワークに照射される。
【００３８】
ミラー１２０はエアシリンダ１２２により矢印Ａ方向に移動可能に配設されており、ミラー１２４はエアシリンダ１２６により矢印Ａ方向に移動可能に配設されており、ミラー１２８はエアシリンダ１３０により矢印Ａ方向に移動可能に配設されている。ミラー１３２，１３４及び１３６は固定的に配設されている。
【００３９】
低倍率ＩＲカメラは１１６で撮像する場合には、図５に示したカメラ配置により撮像する。即ち、ミラー１３２、ミラー１２０、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの所定箇所を撮像する。
【００４０】
高倍率ＩＲカメラ１１８で撮像する場合には、エアシリンダ１２２を駆動してミラー１２０を右手方向に退避させる。これにより、高倍率ＩＲカメラ１１８は、ミラー１３４、ミラー１２４、ハーフミラー１０８及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。
【００４１】
低倍率カメラ１０２で撮像する場合には、エアシリンダ１２２及び１２６を駆動して、ミラー１２０及び１２４を右手方向に退避させる。これにより、低倍率カメラ１０２は、ミラー１３６、ミラー１２８、ハーフミラー１０８及びチャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。
【００４２】
高倍率カメラ１０４で撮像する場合には、エアシリンダ１２２，１２６，１３０を駆動してミラー１２０，１２４，１２８を右手方向に退避させる。これにより、高倍率カメラ１０４は、ハーフミラー１０８、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して、チャックテーブル２８に保持されたワークの前記所定箇所を撮像することができる。本実施形態のカメラユニット８８Ａによると、可視光を透過しないワークのハーフカット等でもカット状態を確認できる。
【００４３】
図６を参照すると、レーザ加工装置２による加工対象である半導体ウエーハ１の表面側斜視図が示されている。ウエーハ１の表面１ａには格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）より区画された各領域にデバイス５が形成されている。各デバイス５にはアライメント時に検出対象となるターゲットパターン７が形成されている。
【００４４】
図１に示したレーザ加工装置２による加工では、ウエーハ１はその表面１ａ側を下にしてダイシングテープ（粘着テープ）Ｔに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は図７に示すように環状フレームＦに貼着される。よって、半導体ウエーハ１はその裏面１ｂを上にした図７の状態でチャックテーブル２８上に搭載される。
【００４５】
図８を参照すると、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに搭載された他の種類の半導体ウエーハ１Ａの裏面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１Ａの裏面にはメタル層９が形成されている。よって、このような半導体ウエーハ１Ａのターゲットパターン７の撮像は第２撮像手段３８がＩＲカメラを含んでいても不可能である。
【００４６】
しかし、図３に示す第１撮像手段７５は半導体ウエーハ１Ａの下側に配設されていて、チャックテーブル２８の透明保持部６４を介して半導体ウエーハ１Ａを撮像するため、ターゲットパターン７を容易に撮像することができる。
【００４７】
図９を参照すると、ＬＥＤウエーハ等の小径の複数のワーク１１がその表面側をダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの周辺部が環状フレームＦに貼着された状態が示されている。
【００４８】
このように複数のワーク１１がその表面を下にしてダイシングテープＴに貼着されている場合には、１つのワーク１１の加工をレーザ加工装置２で行っている際に、次のワーク１１のアライメントを第１撮像手段７５で行うことができる。
【００４９】
本発明の加工装置の加工対象となるワークは、図６乃至図９に示した半導体ウエーハ等に限定されるものではなく、チップ実装用としてのウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ダイ・アタッチ・フィルム）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス系またはシリコン系の基板、各種電子部品、各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料を挙げることができる。
【００５０】
図１０を参照すると、チャックテーブル２８へのバキューム配管１３８の取り付け状態の平面図が示されている。図１０（Ａ）でチャックテーブル２８が矢印Ｂ方向に回転されると、バキューム配管１３８は図１０（Ｂ）に示すようにチャックテーブル２８と共に回転する。
【００５１】
図１１を参照すると、図１に示した第１実施形態の筐体１６及びチャックテーブル２８部分の縦断面図が示されている。この図では、加工送り手段２３及び撮像機構送り手段９５は概略的に示されている。
【００５２】
図１２は図１１のＣ部分の拡大断面図であり、半導体ウエーハ１はその表面１ａを下側にしてダイシングテープＴに貼着され、環状フレームＦがフレーム載置台２９上に搭載されている。
【００５３】
チャックテーブル２８の保持部（保持面）６４はガラス等の透明物質から形成されており、複数の吸引溝１４０を有している。吸引溝１４０はバキューム配管１３８に接続されている。
【００５４】
図１１に示すように、チャックテーブル２８の透明保持部６４に保持された半導体ウエーハ１の下側にカメラユニット８８が配設されているので、集光器３６と撮像対象物である半導体ウエーハ１のターゲットパターン７との間にメタル層等の光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、第１撮像手段７５を構成するカメラユニット（撮像機構）８８によりターゲットパターンを容易に撮像することができ、必要とするアライメントを実施することができる。
【００５５】
図１３に示すように、保持部６４は、細孔または吸引溝等の複数の吸引路が形成された吸引路形成領域６４ａと、吸引路の形成されていない十字形状の吸引路非形成領域６４ｂと、吸引路の形成されていない外周領域６４ｃとを有している。
【００５６】
カメラユニット８８によるターゲットパターンの撮像は、ターゲットパターンをクリアに捕らえるために、吸引路非形成領域６４ｂを通して行うのが好ましい。保持部６４は、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、又はフッ化マグネシウムのいずれかから形成される。
【００５７】
また、チャックテーブル２８の下にカメラユニット８８が配設されているので、チャックテーブル２８は半導体ウエーハ１を保持した瞬間にアライメントを実施可能である。さらに、カメラユニット８８はチャックテーブル２８の下でレーザ加工手段とは独立して移動できるので、いつでも切削溝の蛇行、裏面チッピング、カーフ位置等の加工状態を確認することができる。但し、アライメントと焦点位置が違うものを撮像するためには、Ｚ軸送り手段９４を作動して焦点位置を合わせる必要がある。
【００５８】
本明細書類で使用する「透明」という用語は、可視光域、またはそれ以外の波長域の光を少なくとも一部透過させる特性を言う。透明な媒体を挟んで対向する物体は、透明な媒介を通して視認可能である。
【００５９】
また、図１に示した実施形態のレーザ加工装置２はチャックテーブル２８の上側に配設された第２撮像手段３８を具備しているので、カメラユニット８８でターゲットパターン７が撮像できないウエーハでも、ターゲットパターン７の撮像が可能である。
【００６０】
図１４を参照すると、本発明第２実施形態の筐体１６及びチャックテーブル２８部分の縦断面図が示されている。本実施形態の筐体１６は、ＤＤＭ（ダイレクト・ドライブ・モーター）１４２上に搭載されている。よって、第２撮像手段７５を構成するカメラユニット８８は回転可能である。
【００６１】
ＤＤＭ１４２は中心穴１４４を有しており、この中心穴１４４中にバキューム配管１４８が配設されており、筐体１６には保持部（保持面）６４に形成された吸引溝１４０とバキューム配管１４８に接続された吸引路１４６が形成されている。
【００６２】
本実施形態では、半導体ウエーハ１はその表面１を下にしてチャックテーブル２８の保持部６４により直接吸引保持される。半導体ウエーハ１は環状フレームに支持されていないため、半導体ウエーハ１はチャックテーブル２８とともに回転可能である。本実施形態でも、第１の撮像手段は７５を構成するカメラユニット８８はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能であるので、上述した第１実施形態と同様な作用効果を達成することができる。
【００６３】
図１５を参照すると、他の実施形態の保持部６４Ａの縦断面図が示されている。保持部６４Ａはガラス等の透明物質から形成されており、複数の横方向吸引溝１４１と横方向吸引溝１４１に直交する複数の縦方向吸引溝１４３を有している。符号１４５はバキューム配管１３８に接続する吸引溝である。
【００６４】
以下、第１撮像手段７５を利用したアライメント作業について説明する。図１１に示すように、筐体１６上に環状フレームＦを載置し、真空吸引源を作動してチャックテーブル２８の保持部６４により半導体ウエーハ１を吸引保持する。
【００６５】
第１撮像手段７５はチャックテーブル２８の保持部６４の真下に位置しているため、チャックテーブル２８の保持部６４上に半導体ウエーハ１を搭載すると、直ちに第１撮像手段７５のカメラユニット８８により半導体ウエーハ１を透明保持部６４を通して撮像して、アライメントを実施可能である。
【００６６】
第１撮像手段７５が切削加工すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削加工前に予め取得しておく必要がある。そこで、チャックテーブル２８の透明保持部６４に半導体ウエーハ１が保持されると、光源１００が点灯されて半導体ウエーハ１を下から照明し、まず低倍率カメラ１０２で透明保持部６４を通して半導体ウエーハ１の表面を撮像し、撮像した画像を図示しないＬＣＤ等のディスプレイに表示させる。
【００６７】
レーザ加工装置２のオペレータは、図示しない操作パネルを操作することにより、Ｘ軸送り手段７２及びＹ軸送り手段８２を駆動して、パターンマッチングのターゲットとなるターゲットパターン７を探索する。
【００６８】
オペレータがターゲットパターン７を決定すると、高倍率カメラ１０４に切り替えてターゲットパターン近辺を撮像し、ターゲットパターン７を含む画像はレーザ加工装置２のコントローラ４０に備えたＲＡＭ４６に記憶される。
【００６９】
また、そのターゲットパターン７とストリート３の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もＲＡＭ４６に記憶させておく。更に、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもコントローラ４０のＲＡＭ４６に記憶させておく。
【００７０】
半導体ウエーハ１のストリート３に沿った切断の際には、記憶させたターゲットパターンの画像と実際に第１撮像手段７５により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングを実施する。このパターンマッチングは、Ｘ軸方向に伸長する同一ストリート３に沿った互いに離間したＡ点及びＢ点の２点で実施する。
【００７１】
Ａ点でのパターンマッチングが完了すると、カメラユニット８８をＸ軸方向に移動させてＡ点とＸ軸方向に相当離れたＢ点でのパターンマッチングを行う。この時、Ａ点からＢ点まで一気に移動してパターンマッチングを行うのではなく、Ｂ点への移動途中の複数箇所で必要に応じてパターンマッチングを実施して、Ｙ軸方向のずれを補正すべくモータ２６を駆動してチャックテーブル２８を僅かに回転させてθ補正を行って、最終的にＢ点でのパターンマッチングを実施する。
【００７２】
Ａ点及びＢ点でのパターンマッチングが完了すると、２つのターゲットパターン７を結んだ直線はストリート３と平行となったことになり、ターゲットパターン７とストリート３の中心線の距離分だけチャックテーブル２８をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリート３と集光器（レーザ照射ヘッド）３６との位置合わせを行い、アライメントが完了する。
【００７３】
上述した実施形態によると、集光器（レーザ照射ヘッド）３６と撮像対象物のワークとの間に光を透過しない層が存在するワークを加工する場合においても、ワークの構造や材質に影響されることなくアライメントを実施可能である。
【００７４】
例えば、裏面にメタル層のような赤外線（ＩＲ）を透過しない層が存在するワークを裏面から加工する場合においても、表面側の分割予定ラインを撮像してアライメントを実施可能である。
【００７５】
また、ワークを撮像するカメラユニット８８は常にチャックテーブル２８の下にいるので、ワークをチャックテーブル２８が保持した瞬間に保持部６４を通してカメラユニット８８でワークを撮像してアライメントを行うことができる。
【００７６】
更に、カメラユニット８８はチャックテーブル２８の下でレーザ照射ヘッド３６とは独立して動けるので、いつでも加工状態（蛇行、裏面チップ、カーフ位置等）を確認することができる。
【００７７】
倍率の異なる複数の撮像カメラが保持部６４の同一箇所を撮像するので、例えば小倍率から大倍率にカメラを切換える際に軸の送りが必要なく、切替制御が容易になる。カメラユニット８８ＡがＩＲ撮像カメラを含む場合には、可視光を透過しないワークのハーフカット等でもカット状態を確認できる。
【００７８】
本発明の加工装置は図１に示したレーザ加工装置２に限定されるものではなく、図１６に示したような切削装置（ダイシング装置）１５２にも本発明の第１撮像手段７５を同様に適用可能である。
【００７９】
切削装置１５２のベース４には垂直コラム１５４が立設されており、この垂直コラム１５４に切削ユニット（切削手段）１５６がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、切削ユニット１５６のハウジング１５８は、ボールネジ１６２及びパルスモータ１６４から構成されるＺ軸送り手段１６６により一対のガイドレール１６８に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００８０】
ハウジング１５８中には図示しないスピンドル及びスピンドルを回転駆動するモータが収容されており、スピンドルの先端には切削ブレード１６０が着脱可能に装着されている。本実施形態の他の構成は、図１に示したレーザ加工装置２と同様であるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明第１実施形態のレーザ加工装置の概観斜視図である。
【図２】筐体及びチャックテーブル部分の斜視図である。
【図３】筐体内に収容された第１撮像手段の斜視図である。
【図４】第１実施形態のカメラユニットの概略構成図である。
【図５】第２実施形態のカメラユニットの概略構成図である。
【図６】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図７】ダイシングテープを介して環状フレームに搭載された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図８】ダイシングテープを介して環状フレームに搭載された裏面にメタル層を有する半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図９】複数のワークがダイシングテープを介して環状フレームに搭載された状態の斜視図である。
【図１０】チャックテーブルとバキューム配管の接続状態を示す平面図である。
【図１１】第１実施形態の筐体及びチャックテーブル部分の縦断面図である。
【図１２】図１１のＣ部分の拡大断面図である。
【図１３】保持部の平面図である。
【図１４】第２実施形態の筐体及びチャックテーブル部分の縦断面図である。
【図１５】保持部の他の実施形態の縦断面図である。
【図１６】本発明の第１の撮像手段を具備した切削装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 半導体ウエーハ
２ レーザ加工装置
５ デバイス
７ ターゲットパターン
９ メタル層
１２ Ｘ軸送り手段
１６ 筐体
２２ Ｙ軸送り手段
２３ 加工送り手段
２６ モータ
２８ チャックテーブル
３４ レーザビーム発振手段
３６ 集光器
３８ 第２撮像手段
６４ 保持部（保持面）
７２ Ｘ軸送り手段
７５ 第１撮像手段
８２ Ｙ軸送り手段
８８ カメラユニット
９４ Ｚ軸送り手段
１００ 光源
１０２ 低倍率カメラ
１０４ 高倍率カメラ
１０８，１１２ ハーフミラー
１１６ 低倍率ＩＲカメラ
１１８ 高倍率ＩＲカメラ
１２２，１２６，１３０ エアシリンダ
１４２ ダイレクト・ドライブ・モータ
１５２ 切削装置
１６０ 切削ブレード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工装置であって、
ワークを保持する透明体から形成された保持部を有する保持手段と、
該保持手段に保持された前記ワークを加工する加工手段と、
前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部を通して撮像する撮像手段とを具備し、
該撮像手段は、前記ワークを撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段によって該保持手段と一体的に送られることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記撮像機構は少なくとも２つ以上の撮像カメラを有する請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記２つ以上の撮像カメラはそれぞれ倍率が相違し、前記保持部の同一箇所を撮像する請求項１または２記載の加工装置。
【請求項４】
前記撮像機構は少なくとも１つ以上のＩＲ撮像カメラを有する請求項１〜３のいずれかに記載の加工装置。
【請求項５】
前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部側と反対側から撮像する第２撮像手段をさらに具備した請求項１〜４のいずれかに記載の加工装置。
【請求項６】
前記保持部は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選択される物質から構成される請求項１〜５のいずれかに記載の加工装置。
【請求項７】
前記保持部は、複数の吸引路を有する吸引路形成領域と、吸引路の形成されていない吸引路非形成領域とを有し、前記撮像機構による前記ワークの撮像は、該吸引路非形成領域を通して行う請求項１〜６のいずれかに記載の加工装置。
【請求項１】
加工装置であって、
ワークを保持する透明体から形成された保持部を有する保持手段と、
該保持手段に保持された前記ワークを加工する加工手段と、
前記保持手段と前記加工手段とを前記保持部の表面に平行なＸ軸方向及び該Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に相対的に送る加工送り手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部を通して撮像する撮像手段とを具備し、
該撮像手段は、前記ワークを撮像する撮像機構と、該撮像機構を前記保持部に対して前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に送る撮像機構送り手段とを含み、前記加工送り手段によって該保持手段と一体的に送られることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記撮像機構は少なくとも２つ以上の撮像カメラを有する請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記２つ以上の撮像カメラはそれぞれ倍率が相違し、前記保持部の同一箇所を撮像する請求項１または２記載の加工装置。
【請求項４】
前記撮像機構は少なくとも１つ以上のＩＲ撮像カメラを有する請求項１〜３のいずれかに記載の加工装置。
【請求項５】
前記保持手段に保持された前記ワークを、前記保持部側と反対側から撮像する第２撮像手段をさらに具備した請求項１〜４のいずれかに記載の加工装置。
【請求項６】
前記保持部は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウムからなる群から選択される物質から構成される請求項１〜５のいずれかに記載の加工装置。
【請求項７】
前記保持部は、複数の吸引路を有する吸引路形成領域と、吸引路の形成されていない吸引路非形成領域とを有し、前記撮像機構による前記ワークの撮像は、該吸引路非形成領域を通して行う請求項１〜６のいずれかに記載の加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−８２６４４（Ｐ２０１０−８２６４４Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５３２２１（Ｐ２００８−２５３２２１）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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