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JP7551232B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表面側に所定のパターンが形成された被加工物の表面側を保持した状態で、被加工物の裏面側を加工する加工装置に関する。
携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される半導体デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料で形成された円盤状のウェーハ（被加工物）を加工することで製造される。被加工物の表面側には複数の分割予定ラインが設定されており、複数の分割予定ラインで区画された各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等のデバイスが形成されている。
被加工物からデバイスチップを製造するためには、例えば、被加工物の裏面側を研削することにより被加工物を所定の厚さに薄化した後、被加工物を各分割予定ラインに沿って切削することにより、被加工物をデバイス単位に分割してデバイスチップを製造する。
被加工物を切削する切削工程では、スピンドルの一端に切削ブレードが装着された切削ユニットと、被加工物を吸引して保持する保持テーブルとを備える切削装置が使用される。通常の切削工程では、まず、被加工物の表面側を上向きにし、被加工物の裏面側を保持テーブルで吸引して保持する。
裏面側を保持した後、保持テーブルの上方に設けられているカメラで被加工物の表面側を撮像することによりアライメントを行う。アライメントでは、被写体を可視光で撮像するためのＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子を有するカメラが用いられる。
このカメラで、アライメントマーク等が形成されている被加工物の表面側を撮像した結果に基づいて、被加工物の位置補正等のアライメントを行う。アライメント後に、各分割予定ラインに沿って切削ブレードで被加工物を切削する。
しかし、近年、デバイスの多様化に伴い、被加工物の裏面側から被加工物を切削する場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、被加工物の表面側は下向きに配置されて保持テーブルで保持されるので、保持テーブルの上方に設けられている上述のカメラで被加工物の裏面側を撮像しても、アライメントマーク等は撮像できない。
そこで、可視光に対して透明な材料で形成された保持テーブルと、保持テーブルの下方に配置された可視光用のカメラとを備える切削装置が開発された（例えば、特許文献２参照）。この切削装置を用いれば、被加工物の表面側を保持テーブルで保持した状態で、保持テーブルの下方から被加工物の表面側を撮像できる。それゆえ、被加工物の裏面側を上向きにし、被加工物の表面側を保持テーブルで保持した場合でも、アライメントを行うことができる。
特開２００６－１４０３４１号公報 特開２０１０－８７１４１号公報
しかし、保持テーブルの下方に上述のカメラが配置された切削装置を用いる場合であっても、被加工物に形成された切削溝が分割予定ラインに沿って形成されているかどうかを確認できない場合がある。
例えば、被加工物の裏面側から被加工物の表面に達しない所定の深さまで部分的に被加工物が除去された切削溝（即ち、ハーフカット溝）が形成された場合、作業者は切削溝が表面側に設定された分割予定ラインに沿って形成されているかどうかを確認できない。
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の裏面側に形成された溝が被加工物の表面側に設定された分割予定ラインに沿って形成されているかどうかを作業者が確認できる加工装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、一面と該一面とは反対側に位置する他面とを含み、該一面から該他面まで透明材で形成されている所定の領域を有する板状の保持テーブルと、表面側に所定のパターンを有する被加工物の該表面側が該保持テーブルの該一面で保持され、且つ、該被加工物の裏面側が上方に露出した状態で、該被加工物を加工する加工ユニットと、該保持テーブルの上方において該一面に対向する様に設けられた第１撮像ユニットと、該保持テーブルの下方において該他面に対向する様に設けられた第２撮像ユニットと、該第１撮像ユニット及び該第２撮像ユニットの少なくともいずれかで取得された画像を表示する表示ユニットと、該保持テーブルの該一面で該表面側が保持された該被加工物を該第２撮像ユニットで撮像することにより取得された該表面側の画像に含まれる該所定のパターンの位置情報を記憶する記憶部を含み、該被加工物の厚さ方向において該被加工物の該裏面側の第１領域に対応する該表面側の第２領域に含まれる該所定のパターンと、表示される該第１領域の画像とを重ねて該表示ユニットに表示させる制御部と、を備え、該第１領域の画像は、該裏面側の一部の領域の画像であり、該加工ユニットによって形成された加工溝を示す領域を含み、該第２領域の画像は、該表面側の一部の領域の画像であり、該制御部は、該加工溝を示す領域を含む該第１領域の画像に該第２領域における該所定のパターンを表示させる、又は、該第２領域の画像に該第１領域の画像の少なくとも該加工溝を示す領域を表示させる加工装置が提供される。
また、好ましくは、該制御部は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の向きを、該第１領域の画像と該第２領域の画像とで同じにした状態で、該表示ユニットに該第１領域の画像と該第２領域の画像とを重ねて表示させる。
また、好ましくは、該加工ユニットは、切削ブレードが装着される切削ユニット、又は、レーザービームを照射するレーザー照射ユニットである。
本発明の一態様に係る加工装置の保持テーブルは、一面から他面まで透明材で形成されている所定の領域を有する。保持テーブルの上方において保持テーブルの一面に対向する様に第１撮像ユニットが設けられており、保持テーブルの下方において保持テーブルの他面に対向する様に第２撮像ユニットが設けられている。
制御部は、記憶部を含み、この記憶部には、保持テーブルの一面で表面側が保持された被加工物を第２撮像ユニットで撮像することにより取得された表面側の画像に含まれる所定のパターンの位置情報が記憶される。
更に、制御部は、被加工物の厚さ方向において被加工物の裏面側の第１領域に対応する表面側の第２領域に含まれる所定のパターンと、第１領域の画像とを表示ユニットに重ねて表示させる。それゆえ、作業者は、被加工物に形成される溝が分割予定ラインに沿って形成されているか否かを確認できる。
切削装置の斜視図である。 被加工物ユニットの斜視図である。 保持テーブル等の斜視図である。 保持テーブル等の一部断面側面図である。 図４の領域Ａの拡大図である。 Ｚ軸移動機構等の拡大斜視図である。 切削ステップを示す図である。 裏面表示ステップを示す図である。 図９（Ａ）は第１領域の画像の一例であり、図９（Ｂ）は第２領域の画像の一例である。 裏面表示ステップで表示される画像の一例である。 裏面表示ステップで表示される画像の他の例である。 レーザー加工装置の斜視図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る切削装置２の斜視図である。なお、図１では、構成要素の一部を機能ブロック図で示す。また、以下の説明に用いられるＸ軸方向（加工送り方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向（鉛直方向、切り込み送り方向）は、互いに垂直である。
切削装置（加工装置）２は、各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前方（＋Ｙ方向）の角部には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、カセットエレベータ（不図示）が設けられている。カセットエレベータの上面には、複数の被加工物１１（図２参照）を収容するためのカセット６が載せられる。
図１では、説明の便宜上、カセット６の輪郭のみを示している。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。但し、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板等を被加工物１１として用いることもできる。
図２に示す様に、被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されている。表面１１ａ側の各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５、アライメントマーク（図９（Ｂ）のマーク９８）等が形成されている。但し、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。被加工物１１には、デバイス１５が形成されていなくてもよい。
被加工物１１の表面１１ａ側には、被加工物１１よりも大径のテープ（ダイシングテープ）１７が貼り付けられている。テープ１７は、可視光を透過する透明材で形成されている。テープ１７は、例えば、基材層と、粘着層（糊層）との積層構造を有する。
基材層は、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）等で形成されている。粘着層は、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型のアクリル樹脂等の粘着性樹脂で形成されている。このテープ１７の粘着層側が表面１１ａ側に貼り付けられる。
テープ１７の外周部分には、金属で形成された環状のフレーム１９が固定される。この様に、被加工物１１は、テープ１７を介してフレーム１９で支持された被加工物ユニット２１の状態でカセット６に収容される。図２は、被加工物ユニット２１の斜視図である。
図１に示す様に、開口４ａの後方（－Ｙ方向）には、Ｘ軸方向に長い開口４ｂが形成されている。開口４ｂには、保持テーブル（チャックテーブル）１０が配置されている。保持テーブル１０の外周部には、円周方向に沿って離散的に吸引口が形成された円環状のフレーム吸引板（不図示）が設けられる。
ここで、図３から図５を参照して、保持テーブル１０等について更に詳しく説明する。図３は、保持テーブル１０等の斜視図であり、図４は、保持テーブル１０等の一部断面側面図である。但し、図４では、便宜上、ハッチングを省略している。図５は、図４の領域Ａの拡大図である。図５では、構成要素の一部を機能ブロック図で示す。
保持テーブル１０は、円盤状（板状）の保持部材１２を有する。保持部材１２は、概ね平坦な一面１２ａと、当該一面１２ａとは反対側に位置する他面１２ｂ（図５参照）とを含む。保持部材１２は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の可視光を透過する透明材で形成されている。
保持部材１２の内部には、複数の流路が形成されている。本実施形態の保持部材１２の内部には、保持部材１２をＺ軸方向から見た場合に、円盤の中心軸を横切る様に直線状の第１吸引路１２ｃ１が形成されている。また、ＸＹ平面方向において第１吸引路１２ｃ１と直交する態様で、直線状の第２吸引路１２ｃ２が形成されている。
第１吸引路１２ｃ１及び第２吸引路１２ｃ２は、円盤の中心軸に位置する交点１２ｃ３で交わっており、互いに接続している。一面１２ａの外周部には、円周方向において互いに離れる様に、複数の開口部１２ｄが形成されている。各開口部１２ｄは、他面１２ｂには達しない一面１２ａから所定の深さまで形成されている。
第１吸引路１２ｃ１の両端部と、第２吸引路１２ｃ２の両端部とには、それぞれ開口部１２ｄが形成されている。各開口部１２ｄは、保持部材１２の外周部の所定の深さに形成されている外周吸引路１２ｅにより円周方向で接続されている。
開口部１２ｄの外周側には径方向に延びる吸引路１２ｆが形成されており、吸引路１２ｆには、エジェクタ等の吸引源１４が接続されている（図５参照）。吸引源１４を動作させて負圧を発生させると、開口部１２ｄには負圧が発生する。それゆえ、一面１２ａは、被加工物ユニット２１（被加工物１１）を吸引して保持する保持面として機能する。
ところで、第１吸引路１２ｃ１、第２吸引路１２ｃ２、開口部１２ｄ、外周吸引路１２ｅ、吸引路１２ｆ等の保持部材１２の流路では、入射した光の一部が散乱又は反射される。それゆえ、保持部材１２の流路は、一面１２ａ又は他面１２ｂから見た場合に、可視光に対して完全に透明ではなく、透光性を有する場合や不透明である場合がある。
しかし、保持部材１２の流路を除く所定の領域は、一面１２ａから他面１２ｂまで透明である。具体的には、第１吸引路１２ｃ１及び第２吸引路１２ｃ２により４分割され、且つ、保持部材１２の径方向において外周吸引路１２ｅよりも内側に位置する領域は、一面１２ａから他面１２ｂまで透明である。
保持部材１２の外周には、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状の枠体１６が設けられている。枠体１６の上部には開口部１６ａが形成されており（図５参照）、保持部材１２は、この開口部１６ａを塞ぐ様に配置されている。
枠体１６は、図３及び図４に示す様に、Ｘ軸移動テーブル１８に支持されている。Ｘ軸移動テーブル１８は、Ｚ軸方向から見た形状が長方形である底板１８ａを含む。底板１８ａの前方（＋Ｙ方向）の一端には、Ｙ軸方向から見た形状が長方形である側板１８ｂの下端が接続されている。
側板１８ｂの上端には、Ｚ軸方向から見た形状が底板１８ａと同じ長方形である天板１８ｃの前方の一端が接続されている。底板１８ａと天板１８ｃとの間には、後方（－Ｙ方向）の一端及びＸ軸方向の両端が開放された空間１８ｄが形成されている。
底板１８ａの下方（－Ｚ方向）には、底板１８ａがスライド可能な態様で、Ｘ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール２０が設けられている。一対のＸ軸ガイドレール２０は、静止基台（不図示）の上面に固定されている。
Ｘ軸ガイドレール２０に隣接する位置には、Ｘ軸移動テーブル１８のＸ軸方向の位置を検出する際に使用されるＸ軸リニアスケール２０ａが設けられている。また、Ｘ軸移動テーブル１８の下面側には読み取りヘッド（不図示）が設けられている。
Ｘ軸移動テーブル１８の移動時には、Ｘ軸リニアスケール２０ａの目盛りを読み取りヘッドで検出することにより、Ｘ軸移動テーブル１８のＸ軸方向の位置（座標）や、Ｘ軸方向の移動量が算出される。
Ｘ軸移動テーブル１８の底板１８ａの下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール２０に概ね平行なＸ軸ボールネジ２２が回転可能な態様で連結されている。
Ｘ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｘ軸パルスモーター２４が連結されている。Ｘ軸パルスモーター２４でＸ軸ボールネジ２２を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル１８は、Ｘ軸ガイドレール２０に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドレール２０、Ｘ軸ボールネジ２２、Ｘ軸パルスモーター２４等は、Ｘ軸移動テーブル１８を移動させるＸ軸移動機構２６を構成する。
Ｘ軸移動テーブル１８の天板１８ｃの上面側には、枠体１６が、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転できる態様で、天板１８ｃに支持されている。枠体１６は、円筒状の側面であるプーリー部１６ｂを含む。プーリー部１６ｂは、枠体１６がＸ軸移動テーブル１８で支持された場合に、天板１８ｃよりも上方に位置する。
Ｘ軸移動テーブル１８の側板１８ｂには、モーター等の回転駆動源３０が設けられている。回転駆動源３０の回転軸には、プーリー３０ａが設けられている。プーリー３０ａ及びプーリー部１６ｂには、１つの回転無端ベルト（ベルト２８）が掛けられている。
回転駆動源３０を動作させてプーリー３０ａを回転させると、ベルト２８を介して伝達される力によって、枠体１６は、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。プーリー３０ａの回転を制御することで、回転軸の周りで任意の角度だけ保持テーブル１０を回転できる。
Ｘ軸移動機構２６のＸ軸方向の延長線上には、Ｙ軸移動機構３２が設けられている。Ｙ軸移動機構３２は、Ｙ軸方向に概ね平行な一対のＹ軸ガイドレール３４を備える。一対のＹ軸ガイドレール３４は、静止基台（不図示）の上面に固定されている。
Ｙ軸ガイドレール３４上には、Ｙ軸移動テーブル３６がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動テーブル３６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール３４に概ね平行なＹ軸ボールネジ３８が回転可能な態様で連結されている。
Ｙ軸ボールネジ３８の一端部には、Ｙ軸パルスモーター４０が連結されている。Ｙ軸パルスモーター４０でＹ軸ボールネジ３８を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル３６は、Ｙ軸ガイドレール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸ガイドレール３４に隣接する位置には、Ｙ軸移動テーブル３６のＹ軸方向の位置を検出する際に使用されるＹ軸リニアスケール（不図示）が設けられている。また、Ｙ軸移動テーブル３６の下面側には読み取りヘッド（不図示）が設けられている。
Ｙ軸移動テーブル３６の移動時には、Ｙ軸リニアスケールの目盛りを読み取りヘッドで検出することにより、Ｙ軸移動テーブル３６のＹ軸方向の位置（座標）や、Ｙ軸方向の移動量が算出される。
Ｙ軸移動テーブル３６の上面には、Ｚ軸移動機構４２が設けられている。図６は、Ｚ軸移動機構４２等の拡大斜視図である。Ｚ軸移動機構４２は、Ｙ軸移動テーブル３６の上面に固定された支持構造４２ａを有する。
支持構造４２ａのＸ軸移動テーブル１８側の側面には、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール４４が固定されている。Ｚ軸ガイドレール４４には、Ｚ軸移動プレート４６がスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動プレート４６の側面のＺ軸ガイドレール４４には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール４４に概ね平行なＺ軸ボールネジ４８が回転可能な態様で連結されている。
Ｚ軸ボールネジ４８の一端部には、Ｚ軸パルスモーター５０が連結されている。Ｚ軸パルスモーター５０でＺ軸ボールネジ４８を回転させれば、Ｚ軸移動プレート４６は、Ｚ軸ガイドレール４４に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸ガイドレール４４に隣接する位置には、Ｚ軸リニアスケール（不図示）が設けられており、Ｚ軸移動プレート４６のＺ軸ガイドレール４４側には、読み取りヘッド（不図示）が設けられている。Ｚ軸移動プレート４６の移動時には、Ｚ軸リニアスケールの目盛りを読み取りヘッドで検出することにより、Ｚ軸移動プレート４６のＺ軸方向の位置（座標）等が算出される。
Ｚ軸移動プレート４６には、Ｘ軸方向に長い支持アーム５２を介して下方撮像ユニット（第２撮像ユニット）５４が固定されている。本実施形態の下方撮像ユニット５４は、保持テーブル１０よりも下方に配置されており、撮像レンズ等が保持部材１２の他面１２ｂに対向する様にそれぞれ設けられた、低倍率カメラ５６と、高倍率カメラ５８とを含む。
但し、下方撮像ユニット５４は、低倍率カメラ５６及び高倍率カメラ５８の２つのカメラを有さなくてもよい。下方撮像ユニット５４は、所定の倍率のカメラを１つだけ有してもよい。
低倍率カメラ５６及び高倍率カメラ５８の各々は、所定の光学系と、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子とを有する。
低倍率カメラ５６の側方には、上方に位置する被写体（例えば、被加工物１１）に対して可視光を照射する照明装置５６ａが設けられている。同様に、高倍率カメラ５８の側方にも、照明装置５８ａが設けられている。
下方撮像ユニット５４で被写体を撮像する場合には、Ｘ軸移動テーブル１８をＹ軸移動テーブル３６側に移動させて、空間１８ｄに下方撮像ユニット５４を配置する。これにより、保持部材１２の一面１２ａ側に配置される被加工物１１を、下方から撮像できる。
次に、図１に戻り、切削装置２の他の構成要素について説明する。Ｘ軸移動テーブル１８の天板１８ｃよりも左方（＋Ｘ方向）及び右方（－Ｘ方向）には、開口４ｂを覆う態様で伸縮自在な蛇腹状の防塵防滴カバーが取り付けられている。
開口４ｂの上方には、開口４ｂを跨ぐ様に門型の支持構造４ｃが設けられている。支持構造４ｃの側面のうち開口４ａ側に位置する一側面には、２つの加工ユニット移動機構（割り出し送りユニット、切り込み送りユニット）６０が設けられている。
各加工ユニット移動機構６０は、支持構造４ｃの一側面に固定され且つＹ軸方向に概ね平行な一対のＹ軸ガイドレール６２を共有している。Ｙ軸ガイドレール６２には、２つのＹ軸移動プレート６４が互いに独立にスライド可能な態様で取り付けられている。
Ｙ軸移動プレート６４の支持構造４ｃ側に位置する一面には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール６２に概ね平行なＹ軸ボールネジ６６が回転可能な態様で連結されている。なお、前方側に位置するＹ軸移動プレート６４のナット部と、後方側に位置するＹ軸移動プレート６４のナット部とは、それぞれ異なるＹ軸ボールネジ６６に連結されている。
各Ｙ軸ボールネジ６６の一端部には、Ｙ軸パルスモーター６８が連結されている。Ｙ軸パルスモーター６８でＹ軸ボールネジ６６を回転させれば、Ｙ軸移動プレート６４は、Ｙ軸ガイドレール６２に沿ってＹ軸方向に移動する。
各Ｙ軸移動プレート６４の支持構造４ｃとは反対側に位置する他面には、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール７２がそれぞれ設けられている。Ｚ軸ガイドレール７２には、Ｚ軸移動プレート７０がスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動プレート７０の支持構造４ｃ側に位置する一面には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール７２に平行なＺ軸ボールネジ７４が回転可能な態様で連結されている。
Ｚ軸ボールネジ７４の一端部には、Ｚ軸パルスモーター７６が連結されている。Ｚ軸パルスモーター７６でＺ軸ボールネジ７４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート７０は、Ｚ軸ガイドレール７２に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート７０の下部には、切削ユニット（加工ユニット）７８が設けられている。切削ユニット７８は、筒状のスピンドルハウジング８０を備えている。スピンドルハウジング８０内には、円柱状のスピンドル８２ａ（図７参照）の一部が回転可能な態様で収容されている。
スピンドル８２ａの一端には、スピンドル８２ａを回転させるサーボモーター等の回転駆動機構（不図示）が連結されている。また、スピンドル８２ａの他端には、円環状の切り刃を有する切削ブレード８２ｂが装着されている。
Ｚ軸移動プレート７０の下部には、切削ユニット７８に隣接する態様で、上方撮像ユニット（第１撮像ユニット）８４が連結されている。上方撮像ユニット８４は、保持テーブル１０の上方に位置しており、撮像レンズ等が保持部材１２の一面１２ａに対向する様に設けられている。上方撮像ユニット８４は、被加工物１１を上方から撮像するための所定の光学系と、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子とを有する。
開口４ｂに対して開口４ａと反対側の位置には、開口４ｄが設けられている。開口４ｄ内には、切削後の被加工物１１等を洗浄するための洗浄ユニット８６が設けられている。洗浄ユニット８６は、被加工物１１を保持する洗浄テーブル８８と、洗浄テーブル８８に対向するように噴射口が配置されたノズル９０とを含む。
基台４上には、不図示の筐体が設けられており、筐体の前方の側面には、入力装置と、表示装置とを兼ねるタッチパネル（表示ユニット）９２が設けられている。タッチパネル９２には、下方撮像ユニット５４及び上方撮像ユニット８４で撮像した画像、加工条件、ＧＵＩ（Graphical User Interface）のボタン等が表示される。
切削装置２は、制御部９４を備える。制御部９４は、吸引源１４、Ｘ軸移動機構２６、回転駆動源３０、Ｙ軸移動機構３２、Ｚ軸移動機構４２、下方撮像ユニット５４、加工ユニット移動機構６０、上方撮像ユニット８４、切削ユニット７８、タッチパネル９２等を制御する。
制御部９４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリー、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御部９４の機能が実現される。
補助記憶装置の一部は、記憶部９６として機能する。記憶部９６には、パターンマッチング等の画像処理を行うソフトウェアが記憶されている。例えば、画像処理を行うソフトウェアを利用して、下方撮像ユニット５４で撮像された表面１１ａ側の画像から、表面１１ａ側に形成されている所定のパターンが抽出される。
所定のパターンは、例えば、分割予定ライン１３、デバイス１５、マーク９８、及び、回路１００（図９（Ｂ）等参照）の輪郭である。なお、マーク９８は、アライメントマーク、キーパターン、ターゲットパターン等と称される場合もある。
次に、図７から図１０を利用して、被加工物１１の加工方法について説明する。まず、裏面１１ｂ側が上方に露出する態様で被加工物ユニット２１を保持テーブル１０の一面１２ａに載置する（載置ステップ（Ｓ１０））。
載置ステップ（Ｓ１０）後、吸引源１４を動作させ、テープ１７を介して被加工物１１の表面１１ａ側を一面１２ａで保持し、フレーム１９をフレーム吸引板（不図示）で保持する（保持ステップ（Ｓ２０））。保持ステップ（Ｓ２０）後、ティーチステップ（Ｓ３０）を行う。
ティーチステップ（Ｓ３０）では、例えば、下方撮像ユニット５４を用いて表面１１ａ側をタッチパネル９２に表示させた状態で、作業者が、表面１１ａ側のマーク９８（図９（Ｂ）等参照）を探索する。
作業者が任意のマーク９８を発見した後、当該マーク９８を含む表面１１ａ側の画像を下方撮像ユニット５４で撮像する。マーク９８の形状、座標等は、パターンマッチングのテンプレートとして記憶部９６に記憶される。また、マーク９８及び分割予定ライン１３の座標等を利用して算出された、マーク９８と分割予定ライン１３の中心線との距離が記憶部９６に記憶される。
加えて、マーク９８の座標等を利用して算出された、Ｙ軸方向において隣接する２つの分割予定ライン１３の距離（ストリートピッチ）が記憶部９６に記憶される。なお、記憶される各座標は、上述の交点１２ｃ３を原点とするＸＹ座標である。
ティーチステップ（Ｓ３０）後、被加工物１１のアライメントを行う（アライメントステップ（Ｓ４０））。アライメントステップ（Ｓ４０）では、まず、Ｘ軸方向に沿う１つの分割予定ライン１３における互いに離れた複数箇所で、下方撮像ユニット５４を用いて表面１１ａ側の画像を取得する。
そして、複数箇所で取得された表面１１ａ側の画像において、パターンマッチング等の所定の処理によりテンプレートとして記憶されたマーク９８と同一のパターンを検出する。検出されたマーク９８と同一のパターンに基づいて、保持部材１２の中心軸周りにおける分割予定ライン１３のθ方向のズレを特定する。
その後、回転駆動源３０を動作させて、ベルト２８を所定量だけ回転させることで、保持部材１２のθ方向のズレを補正する。これにより、分割予定ライン１３をＸ軸方向と略平行に位置付ける。なお、アライメントステップ（Ｓ４０）では、θ方向の補正以外の所定の処理、操作等が行われてもよい。
アライメントステップ（Ｓ４０）後、表面１１ａ側が保持テーブル１０で保持された被加工物１１の表面１１ａ側の略全体を、下方撮像ユニット５４で撮像することにより、表面１１ａ側の画像を取得する（画像取得ステップ（Ｓ５０））。
画像取得ステップ（Ｓ５０）では、Ｘ軸移動機構２６、Ｙ軸移動機構３２等を利用して、保持テーブル１０及び下方撮像ユニット５４の相対的位置を調整しながら、表面１１ａ側を撮像する。但し、画像取得ステップ（Ｓ５０）では、必ずしも、表面１１ａ側の全体を撮像しなくてもよい。
つまり、デバイス１５が形成されているデバイス領域と、デバイス領域の外周部を囲む外周余剰領域とのうち、デバイス領域のみの全体の画像や、デバイス領域のうちマーク９８が含まれている領域の画像のみを取得してもよい。撮像エリアを限定的にすれば、画像取得ステップ（Ｓ５０）に要する時間を短縮できる。
画像取得ステップ（Ｓ５０）後、まず、制御部９４が、画像処理を行い、取得された画像のエッジを検出する。次に、制御部９４は、パターンマッチング等の所定の処理により、エッジで規定される幾何学形状と、予め登録された幾何学形状との一致度を算出することで、表面１１ａ側に形成されている所定のパターンを抽出する。
抽出された所定のパターン、当該所定のパターンの位置情報等は、記憶部９６に記憶される（記憶ステップ（Ｓ６０））。例えば、所定のパターンとして図９（Ｂ）等に示すマーク９８が用いられる場合、マーク９８の形状と、マーク９８の分割予定ライン１３側に位置する角部Ｂ，Ｃ，Ｄ等の座標とが、記憶部９６に記憶される。
このとき、マーク９８に対して相対的な位置関係が予め定められている分割予定ライン１３、デバイス１５、及び、回路１００の少なくともいずれかの座標も、記憶部に記憶される。
表面１１ａ側の画像は、例えば、裏面１１ｂ側を見た場合（即ち、被加工物１１を上面視した場合）のＸ及びＹ軸方向の向きと同じにした状態で、記憶ステップ（Ｓ６０）で記憶部９６に記憶される。
なお、表面１１ａ側の画像のＸ及びＹ軸方向の向きを、裏面１１ｂ側の画像と同じ向きとするためには、例えば、制御部９４が、表面１１ａ側の画像に対して所定の座標変換（例えば、Ｘ軸に対して画像を反転させる鏡像変換）を施せばよい。所定の座標変換は、例えば、制御部９４に記憶された所定のソフトウェアにより行われる。
また、所定の座標変換を施すことに代えて、ＸＺ平面でＸ軸に対して４５度傾斜した鏡面を介して表面１１ａ側を撮像することにより、Ｘ軸に対して鏡像変換された表面１１ａ側の画像を撮像してもよい。
下方撮像ユニット５４の撮像レンズ（不図示）が他面１２ｂに対向する様に設けられている本実施形態において、ＸＺ平面でＸ軸に対して４５度傾斜した鏡面は、例えば、下方撮像ユニット５４の撮像レンズと撮像素子（不図示）との間の所定の位置に設けられる。これに代えて、当該傾斜した鏡面は、他面１２ｂに対向する様に設けられたカバーガラス（不図示）と、光軸がＸ軸方向に沿って配置された撮像レンズとの間に設けられてもよい。
なお、ＸＺ平面でＸ軸に対して４５度傾斜した鏡面は、下方撮像ユニット５４に対する位置が固定された状態で下方撮像ユニット５４の外部に設けられてもよい。この場合、下方撮像ユニット５４の撮像レンズの光軸は、当該鏡面を向く様にＸ軸方向に沿って配置される。
表面１１ａ側の任意のＸＹ座標位置は、交点１２ｃ３を座標系の原点として特定可能であり、裏面１１ｂ側の任意のＸＹ座標位置は、交点１２ｃ３を座標系の原点として特定可能である。それゆえ、裏面１１ｂ側の第１領域に対応する表面１１ａ側の第２領域は、特定可能である。
記憶ステップ（Ｓ６０）後、被加工物１１を切削する（切削ステップ（Ｓ７０））。図７は、切削ステップ（Ｓ７０）を示す図である。切削ステップ（Ｓ７０）では、まず、高速で回転している切削ブレード８２ｂを分割予定ライン１３の延長線上に位置付ける。このとき、切削ブレード８２ｂの下端を、被加工物１１の表面１１ａと裏面１１ｂとの間に位置付ける。
そして、Ｘ軸移動機構２６で保持テーブル１０と切削ブレード８２ｂとをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。これにより、被加工物１１の厚さ方向において裏面１１ｂ側から、表面１１ａに達しない所定の深さまで、被加工物１１は切削ブレード８２ｂにより部分的に切削（加工）され（即ち、ハーフカットされ）、分割予定ライン１３に沿って溝（加工溝）１１ｃが形成される。
なお、切削ステップ（Ｓ７０）での切削は、ハーフカットに限定されない。切削ステップ（Ｓ７０）では、裏面１１ｂから表面１１ａまで切断するように被加工物１１を切削（即ち、フルカット）してもよい。
Ｘ軸方向に平行な１つの分割予定ライン１３に沿って被加工物１１を切削した後、切削ユニット７８を割り出し送りすることにより、Ｙ軸方向に隣接する分割予定ライン１３の延長線上に切削ブレード８２ｂを位置付ける。そして、同様に、分割予定ライン１３に沿って被加工物１１を切削する。
任意の数の分割予定ライン１３を切削した後、作業者は、上方撮像ユニット８４を用いて、裏面１１ｂ側の画像を取得して、タッチパネル９２に表示させる（裏面表示ステップ（Ｓ８０））。
図８は、裏面表示ステップ（Ｓ８０）を示す図である。図８では、制御部９４等を機能ブロック図で示す。なお、下方撮像ユニット５４は、Ｘ軸移動テーブル１８の空間１８ｄの外へ退避している。
本実施形態の裏面表示ステップ（Ｓ８０）では、制御部９４が、被加工物１１の厚さ方向において裏面１１ｂ側の第１領域に対応する表面１１ａ側の第２領域に含まれるマーク９８等の所定のパターンを、第１領域の画像に重ねてタッチパネル９２に表示する。
図９（Ａ）は、裏面１１ｂ側の第１領域の画像の一例である。図９（Ａ）では、裏面１１ｂ側に形成された溝１１ｃを示す領域を黒塗の領域で示す。図９（Ｂ）は、裏面１１ｂ側の第１領域に対応する表面１１ａ側の第２領域の画像の一例である。
図９（Ｂ）では、デバイス１５、分割予定ライン１３、マーク９８及び回路１００の輪郭を示す。なお、図９（Ｂ）に示す表面１１ａ側の第２領域の画像のＸ及びＹ軸方向の向きは、上述の様に、被加工物１１の裏面１１ｂ側のＸ及びＹ軸方向の向きと同じである。
制御部９４は、裏面１１ｂ側の第１領域に対応する第２領域の画像を記憶部９６から読み出し、裏面１１ｂ側の第１領域の画像に、この第２領域の画像の所定のパターンを重ねた画像１０２（図１０参照）をタッチパネル９２に表示させる。これにより、作業者は、被加工物１１に形成される溝１１ｃが分割予定ライン１３に沿って形成されているか否かを確認できる。
本実施形態において、タッチパネル９２に表示される裏面１１ｂ側の画像は、上方撮像ユニット８４により取得される裏面１１ｂ側のリアルタイム画像であるが、上方撮像ユニット８４により取得される裏面１１ｂ側の静止画像であってもよい。
図１０は、裏面表示ステップ（Ｓ８０）で表示される画像の一例（画像１０２）である。図１０では、デバイス１５、分割予定ライン１３、マーク９８及び回路１００の輪郭を破線で示す。
図１０では、画像１０２にデバイス１５、分割予定ライン１３、マーク９８及び回路１００の全てを重ねて表示しているが、いずれかが（例えば、分割予定ライン１３のみが）選択的に表示されてもよい。
また、分割予定ライン１３、マーク９８等の輪郭は、表面１１ａ側の画像を２値化処理した上で、目立つように所定の太さ、所定の色、所定の輝度に加工された状態で、画像１０２に表示されてもよい。
なお、画像１０２には、図１０に示す様に、分割予定ライン１３、マーク９８等の輪郭だけが表示されているが、輪郭ではなく、分割予定ライン１３、マーク９８等の画像が表示されてもよい。
裏面表示ステップ（Ｓ８０）後、全ての分割予定ライン１３に沿って被加工物１１が切削されていない場合には、切削ステップ（Ｓ７０）に戻り、被加工物１１を切削する。切削ステップ（Ｓ７０）及び裏面表示ステップ（Ｓ８０）は、複数回繰り返されてもよい。
Ｘ軸方向に平行な全ての分割予定ライン１３に沿って被加工物１１を切削した後、回転駆動源３０を動作させて、保持テーブル１０を９０度回転させる。そして、再び、切削ステップ（Ｓ７０）を行う。このとき、切削ステップ（Ｓ７０）及び裏面表示ステップ（Ｓ８０）を複数回繰り返してもよい。
なお、裏面表示ステップ（Ｓ８０）では、第２領域に含まれるマーク９８等の所定のパターンを含む画像に対して第１領域の画像の少なくとも溝１１ｃを示す領域が重ねられた画像を、タッチパネル９２に表示してもよい。図１１は、裏面表示ステップ（Ｓ８０）で表示される画像の他の例（画像１０２ａ）である。図１１では、溝１１ｃの輪郭を破線で示す。
溝１１ｃを示す領域を含む画像では、図１１に示す様に溝１１ｃの輪郭だけが表示されてもよく、撮像により得られた溝１１ｃがそのまま表示されてもよい。いずれにしても、第１領域の画像では、少なくとも溝１１ｃを示す領域が使用される。この様に、画像１０２ａをタッチパネル９２に表示させる場合でも、作業者は、被加工物１１に形成される溝１１ｃが分割予定ライン１３に沿って形成されているか否かを確認できる。
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、切削装置２に代えてレーザー加工装置（加工装置）１０４を用いて、被加工物１１を加工する。但し、上述の載置ステップ（Ｓ１０）から裏面表示ステップ（Ｓ８０）は、第１の実施形態と同様に行われる。
図１２は、第２の実施形態に係るレーザー加工装置１０４の斜視図である。なお、第１の実施形態に係る切削装置２と同じ構成要素には同じ符号を付す。以下では、切削装置２との差異を主として説明する。
レーザー加工装置１０４では、静止基台１０６に下方撮像ユニット５４が固定されている。また、Ｘ軸移動テーブル１８の側板１８ｂとは反対側に位置する領域から下方撮像ユニット５４が空間１８ｄ内に進入できるように、ＸＹ平面における向きが９０度回転した状態でＸ軸移動テーブル１８が配置されている。
レーザー加工装置１０４は、１対のＸ軸ガイドレール２０が固定されるＹ軸移動テーブル１０８を有する。Ｙ軸移動テーブル１０８は、静止基台１０６の上面に固定された一対のＹ軸ガイドレール１１０上に、スライド可能に取り付けられている。
なお、Ｙ軸ガイドレール１１０に隣接する位置には、Ｙ軸移動テーブル１０８のＹ軸方向の位置を検出する際に使用されるＹ軸スケール１１０ａが設けられている。Ｙ軸移動テーブル１０８の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール１１０に概ね平行なＹ軸ボールネジ１１２が回転可能な態様で連結されている。
Ｙ軸ボールネジ１１２の一端部には、Ｙ軸パルスモーター１１４が連結されている。Ｙ軸パルスモーター１１４でＹ軸ボールネジ１１２を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル１０８は、Ｙ軸ガイドレール１１０に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸ガイドレール１１０、Ｙ軸ボールネジ１１２、Ｙ軸パルスモーター１１４等は、Ｙ軸移動テーブル１０８を移動させるＹ軸移動機構１１６を構成する。
下方撮像ユニット５４に隣接する位置には、静止基台１０６の上面から上方に突出する態様でコラム１１８が設けられている。コラム１１８には、Ｘ軸方向に略平行な長手部を有するケーシング１２０が設けられている。
ケーシング１２０には、レーザー照射ユニット１２２の少なくとも一部が設けられている。レーザー照射ユニット１２２は、被加工物１１に吸収される波長、又は、被加工物１１を透過する波長を有するレーザービームを生成するレーザー発振器（不図示）等を有する。
レーザー照射ユニット１２２のＸ軸方向の先端部には、集光器を含む照射ヘッド１２４が設けられている。レーザー照射ユニット１２２で生成された所定の波長のレーザービームは、所定の光学系を経て照射ヘッド１２４から下方に照射される。また、ケーシング１２０の先端部において照射ヘッド１２４に隣接する位置には、上方撮像ユニット８４が設けられている。
第２の実施形態の裏面表示ステップ（Ｓ８０）でも、タッチパネル９２に表示される裏面１１ｂ側の第１領域の画像に、画像取得ステップ（Ｓ５０）で取得されたマーク９８等の所定のパターンを重ねて表示させることができる。これにより、作業者は、被加工物１１に形成される溝１１ｃが分割予定ライン１３に沿って形成されているか否かを確認できる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、第２の実施形態において、Ｙ軸移動機構１１６を無くし、第１の実施形態と同様に、Ｚ軸移動機構４２をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構を追加してもよい。
２：切削装置（加工装置）
４：基台
４ａ，４ｂ，４ｄ：開口
４ｃ：支持構造
６：カセット
１０：保持テーブル
１１：被加工物
１１ａ：表面
１１ｂ：裏面
１１ｃ：溝（加工溝）
１２：保持部材
１２ａ：一面
１２ｂ：他面
１２ｃ１：第１吸引路
１２ｃ２：第２吸引路
１２ｃ３：交点
１２ｄ：開口部
１２ｅ：外周吸引路
１２ｆ：吸引路
１３：分割予定ライン
１４：吸引源
１５：デバイス
１６：枠体
１６ａ：開口部
１６ｂ：プーリー部
１７：テープ
１８：Ｘ軸移動テーブル
１８ａ：底板
１８ｂ：側板
１８ｃ：天板
１８ｄ：空間
１９：フレーム
２０：Ｘ軸ガイドレール
２０ａ：Ｘ軸リニアスケール
２１：被加工物ユニット
２２：Ｘ軸ボールネジ
２４：Ｘ軸パルスモーター
２６：Ｘ軸移動機構
２８：ベルト
３０：回転駆動源
３０ａ：プーリー
３２：Ｙ軸移動機構
３４：Ｙ軸ガイドレール
３６：Ｙ軸移動テーブル
３８：Ｙ軸ボールネジ
４０：Ｙ軸パルスモーター
４２：Ｚ軸移動機構
４２ａ：支持構造
４４：Ｚ軸ガイドレール
４６：Ｚ軸移動プレート
４８：Ｚ軸ボールネジ
５０：Ｚ軸パルスモーター
５２：支持アーム
５４：下方撮像ユニット（第２撮像ユニット）
５６：低倍率カメラ
５６ａ：照明装置
５８：高倍率カメラ
５８ａ：照明装置
６０：加工ユニット移動機構
６２：Ｙ軸ガイドレール
６４：Ｙ軸移動プレート
６６：Ｙ軸ボールネジ
６８：Ｙ軸パルスモーター
７０：Ｚ軸移動プレート
７２：Ｚ軸ガイドレール
７４：Ｚ軸ボールネジ
７６：Ｚ軸パルスモーター
７８：切削ユニット（加工ユニット）
８０：スピンドルハウジング
８２ａ：スピンドル
８２ｂ：切削ブレード
８４：上方撮像ユニット（第１撮像ユニット）
８６：洗浄ユニット
８８：洗浄テーブル
９０：ノズル
９２：タッチパネル（表示ユニット）
９４：制御部
９６：記憶部
９８：マーク
１００：回路
１０２，１０２ａ：画像
１０４：レーザー加工装置（加工装置）
１０６：静止基台
１０８：Ｙ軸移動テーブル
１１０：Ｙ軸ガイドレール
１１０ａ：Ｙ軸スケール
１１２：Ｙ軸ボールネジ
１１４：Ｙ軸パルスモーター
１１６：Ｙ軸移動機構
１１８：コラム
１２０：ケーシング
１２２：レーザー照射ユニット（加工ユニット）
１２４：照射ヘッド
Ａ：領域
Ｂ，Ｃ，Ｄ：角部

Claims (3)

  1. 一面と該一面とは反対側に位置する他面とを含み、該一面から該他面まで透明材で形成されている所定の領域を有する板状の保持テーブルと、
    表面側に所定のパターンを有する被加工物の該表面側が該保持テーブルの該一面で保持され、且つ、該被加工物の裏面側が上方に露出した状態で、該被加工物を加工する加工ユニットと、
    該保持テーブルの上方において該一面に対向する様に設けられた第１撮像ユニットと、
    該保持テーブルの下方において該他面に対向する様に設けられた第２撮像ユニットと、
    該第１撮像ユニット及び該第２撮像ユニットの少なくともいずれかで取得された画像を表示する表示ユニットと、
    該保持テーブルの該一面で該表面側が保持された該被加工物を該第２撮像ユニットで撮像することにより取得された該表面側の画像に含まれる該所定のパターンの位置情報を記憶する記憶部を含み、該被加工物の厚さ方向において該被加工物の該裏面側の第１領域に対応する該表面側の第２領域に含まれる該所定のパターンと、該第１領域の画像とを重ねて該表示ユニットに表示させる制御部と、を備え、
    該第１領域の画像は、該裏面側の一部の領域の画像であり、該加工ユニットによって形成された加工溝を示す領域を含み、
    該第２領域の画像は、該表面側の一部の領域の画像であり、
    該制御部は、該加工溝を示す領域を含む該第１領域の画像に該第２領域における該所定のパターンを表示させる、又は、該第２領域の画像に該第１領域の画像の少なくとも該加工溝を示す領域を表示させることを特徴とする加工装置。
  2. 該制御部は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の向きを、該第１領域の画像と該第２領域の画像とで同じにした状態で、該表示ユニットに該第１領域の画像と該第２領域の画像とを重ねて表示させることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
  3. 該加工ユニットは、切削ブレードが装着される切削ユニット、又は、レーザービームを照射するレーザー照射ユニットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。
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