專利名稱：邊緣檢測(cè)裝置和激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)半導(dǎo)體晶片等的檢測(cè)對(duì)象物的邊緣的邊緣檢測(cè)裝置和具有
該邊緣檢測(cè)裝置的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造工序中，在大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面上，使用呈格子 狀排列的間隔道(切斷線)劃分出多個(gè)區(qū)域，并將在該劃分出的區(qū)域內(nèi)形成有ic(集成電 路)、LSI(大規(guī)模集成電路)等電路的半導(dǎo)體晶片沿著間隔道切斷來(lái)按各電路進(jìn)行分割，從 而制造出各個(gè)半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體晶片沿間隔道的切斷通常使用被稱為切割器的切削裝置 進(jìn)行，然而也嘗試使用照射激光束來(lái)切斷的加工方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
為了對(duì)半導(dǎo)體晶片實(shí)施激光加工，在將半導(dǎo)體晶片保持在卡盤工作臺(tái)上的狀態(tài)下 從激光束照射單元照射激光束的同時(shí)，使卡盤工作臺(tái)和激光束照射單元朝加工進(jìn)給方向相 對(duì)移動(dòng)。然而，當(dāng)越過(guò)半導(dǎo)體晶片的外周緣照射了激光束時(shí)，激光束照射到保持半導(dǎo)體晶片 的卡盤工作臺(tái)，具有使卡盤工作臺(tái)的被加工物保持區(qū)域受到損傷且表面精度下降的問(wèn)題。
并且，在將半導(dǎo)體晶片沿著分割預(yù)定線進(jìn)行分割時(shí)，在將半導(dǎo)體晶片貼附在切割 帶上的狀態(tài)下沿著分割預(yù)定線照射激光束。然而，當(dāng)如上所述越過(guò)半導(dǎo)體晶片的外周緣照 射了激光束時(shí)，切割帶加熱熔化而附著在卡盤工作臺(tái)的被加工物保持區(qū)域。具有這樣的問(wèn) 題由于該附著的切割帶而堵塞了形成在被加工物保持區(qū)域內(nèi)的用于抽真空的空孔，或者 被加工物保持區(qū)域的表面精度下降。因此，需要使用磨石刮掉附著在被加工物保持區(qū)域的 切割帶，根據(jù)情況必須更換卡盤工作臺(tái)。
為了解決上述問(wèn)題，提出了這樣的卡盤工作臺(tái)工件保持區(qū)域按照與工件相似的 形狀形成得小，在該工件保持區(qū)域的外側(cè)周圍形成有緩沖槽(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
并且，例如在專利文獻(xiàn)3中還示出了這樣的使用白色光的共焦點(diǎn)型的邊緣檢測(cè)裝 置，即將包含各種波長(zhǎng)分量的光的白色光經(jīng)由具有軸上色像差的光學(xué)系統(tǒng)收斂投影在檢 測(cè)對(duì)象物上，使其反射光經(jīng)由空間濾光器由分光器接收。在該邊緣檢測(cè)裝置中，由于具有 軸上色像差的光學(xué)系統(tǒng)的折射率根據(jù)波長(zhǎng)而不同，因而通過(guò)的光的成像位置也不同，因此， 僅白色光中的特定波長(zhǎng)分量成像在檢測(cè)對(duì)象物上并通過(guò)空間濾光器入射到分光器，另一方 面，其他波長(zhǎng)分量的光幾乎不入射到分光器。因此，分光器通過(guò)對(duì)透射空間濾光器而入射的 光的波長(zhǎng)進(jìn)行分析，可檢測(cè)與檢測(cè)對(duì)象物的距離。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10-305420號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2日本特開2005-262249號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3日本特開2007-178309號(hào)公報(bào) 然而，專利文獻(xiàn)2所示的技術(shù)由于有必要對(duì)照工件形狀單獨(dú)準(zhǔn)備卡盤工作臺(tái)，因 而成本高，并且發(fā)生更換工作臺(tái)的工夫等。 并且，在專利文獻(xiàn)3等所示的現(xiàn)有的共焦點(diǎn)型的檢測(cè)裝置中，作為用于僅將白色 光中對(duì)焦在檢測(cè)對(duì)象物上的特定波長(zhǎng)的光引導(dǎo)到分光器的空間濾光器，使用了針孔掩模，然而具有的問(wèn)題是，空間濾光器的精度，各光學(xué)部件和分光器的設(shè)置作業(yè)麻煩，配置自由度 受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種即使是任何形狀的檢 測(cè)對(duì)象物、也能對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的邊緣位置進(jìn)行高精度檢測(cè)、作為空間濾光器的精度高、配置 自由度高的邊緣檢測(cè)裝置和激光加工裝置。 為了解決上述課題，達(dá)到目的，本發(fā)明涉及的邊緣檢測(cè)裝置，其特征在于，該邊緣檢 測(cè)裝置具有白色光源，其向第1光路發(fā)出包含多個(gè)波長(zhǎng)的光的白色光；色像差聚光透鏡，其 針對(duì)向所述第1光路發(fā)出的所述白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)，朝向檢測(cè)對(duì)象物在光軸上形成多個(gè) 焦點(diǎn)；光纖，其將由所述檢測(cè)對(duì)象物反射的所述白色光引導(dǎo)到與所述第1光路不同的第2光 路；以及檢測(cè)器，其檢測(cè)通過(guò)該光纖被引導(dǎo)到所述第2光路的所述白色光的強(qiáng)度。
并且，本發(fā)明涉及的激光加工裝置，其特征在于，該激光加工裝置具有保持單元， 其具有保持被加工物的保持面；加工用激光束照射單元，其向被保持在所述保持面上的所 述被加工物照射加工用激光束；以及上述發(fā)明的邊緣檢測(cè)裝置，其將所述被加工物作為檢 測(cè)對(duì)象物檢測(cè)其邊緣位置。 根據(jù)本發(fā)明，可取得這樣的效果由于使白色光通過(guò)色像差聚光透鏡照射到檢測(cè) 對(duì)象物上，使其反射光在白色光的狀態(tài)下由檢測(cè)器接收來(lái)檢測(cè)其光強(qiáng)，因而即使在高度方 向存在檢測(cè)對(duì)象物的表面位置偏差，也能通過(guò)在光軸上形成多個(gè)焦點(diǎn)來(lái)調(diào)整高度方向的焦 點(diǎn)偏差寬度，并且由于在反射光內(nèi)必定含有在邊緣位置對(duì)焦的波長(zhǎng)分量，因而即使是任何 形狀的檢測(cè)對(duì)象物，也能對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的邊緣位置進(jìn)行高精度檢測(cè)，此時(shí)，由于將由檢測(cè)對(duì) 象物所反射的白色光通過(guò)光纖引導(dǎo)到第2光路并使其入射到檢測(cè)器，因而可得到空間濾光 器的精度高、配置自由度高的結(jié)構(gòu)。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的激光加工裝置的主要部分的外觀立體圖。
圖2是概略地示出本實(shí)施方式的邊緣檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是將圖2中的A部分放大示出的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是將圖2中的B部分放大示出的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是示出被加工物的外觀立體圖。 圖6是示出在被加工物被保持在保持單元的預(yù)定位置的狀態(tài)下的與坐標(biāo)位置的
關(guān)系的說(shuō)明圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1 :被加工物；20 :激光加工裝置；21 :保持單元；21a :保持面；22 :加工用激光束照 射單元；100 :邊緣檢測(cè)裝置；101 :白色光源；102 :色像差聚光透鏡；103 :檢測(cè)器；104 :光 纖;109a :第1光路;109b :第2光路。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式的邊緣檢測(cè)裝置和具有該邊緣檢測(cè)
4裝置的激光加工裝置進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式示出針對(duì)激光加工裝置的應(yīng)用例，該激光加工 裝置具有邊緣檢測(cè)裝置，該邊緣檢測(cè)裝置把在由排列成格子狀的多個(gè)間隔道劃分出的多個(gè) 區(qū)域內(nèi)形成有器件的半導(dǎo)體晶片等的被加工物作為檢測(cè)對(duì)象物檢測(cè)其邊緣位置，該激光加 工裝置將加工用激光束沿著間隔道照射到被加工物來(lái)實(shí)施激光加工。 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的激光加工裝置的主要部分的外觀立體圖。本實(shí)施 方式的激光加工裝置20具有保持單元21，其具有保持被加工物1的保持面21a;加工用 激光束照射單元22，其將脈沖狀的加工用激光束照射到被保持在保持單元21的保持面21a 上的被加工物1來(lái)進(jìn)行激光加工；邊緣檢測(cè)裝置100，其把被保持在保持單元21的保持面 21a上的被加工物1作為檢測(cè)對(duì)象物檢測(cè)其邊緣位置；以及控制單元200。并且，保持單元 21設(shè)置成吸引保持被加工物l，并與圓筒部24內(nèi)的未圖示的電動(dòng)機(jī)連接且能旋轉(zhuǎn)。
并且，保持單元21被搭載在2段的滑動(dòng)塊25、26上。保持單元21設(shè)置成能通過(guò) 由圓頭螺釘27、螺母(未圖示)、脈沖電動(dòng)機(jī)28等構(gòu)成的加工進(jìn)給單元29相對(duì)于滑動(dòng)塊25 朝向成為水平方向的X軸方向移動(dòng)，并使所搭載的被加工物1相對(duì)于加工用激光束照射單 元22照射的脈沖激光束進(jìn)行加工進(jìn)給。保持單元21同樣設(shè)置成能通過(guò)由圓頭螺釘30、螺 母(未圖示)、脈沖電動(dòng)機(jī)31等構(gòu)成的分度進(jìn)給單元32相對(duì)于滑動(dòng)塊26朝向成為水平方 向的Y軸方向移動(dòng)，并使所搭載的被加工物1相對(duì)于加工用激光束照射單元22照射的脈沖 激光束進(jìn)行分度進(jìn)給。 這里，在加工進(jìn)給單元29上附設(shè)有用于檢測(cè)保持單元21的加工進(jìn)給量的加工進(jìn) 給量檢測(cè)單元33。加工進(jìn)給量檢測(cè)單元33由以下構(gòu)成線性標(biāo)尺33a，其沿著X軸方向配 設(shè)；以及未圖示的讀取頭，其配設(shè)在滑動(dòng)塊25上，并與滑動(dòng)塊25 —起沿著線性標(biāo)尺33a移 動(dòng)。該加工進(jìn)給量檢測(cè)單元33例如每1 ii m將1脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送到控制單元200，從而 該控制單元200對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并檢測(cè)保持單元21的加工進(jìn)給量。
同樣，在分度進(jìn)給單元32上附設(shè)有用于檢測(cè)保持單元21的分度進(jìn)給量的分度進(jìn) 給量檢測(cè)單元34。分度進(jìn)給量檢測(cè)單元34由以下構(gòu)成線性標(biāo)尺34a，其沿著Y軸方向配 設(shè)；以及未圖示的讀取頭，其配設(shè)在滑動(dòng)塊26上，并與滑動(dòng)塊26 —起沿著線性標(biāo)尺34a移 動(dòng)。該分度進(jìn)給量檢測(cè)單元34例如每1 ii m將1脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送到控制單元200，從而 該控制單元200對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并檢測(cè)保持單元21的分度進(jìn)給量。
并且，加工用激光束照射單元22包含實(shí)質(zhì)上水平配置的殼體35，并設(shè)置成能經(jīng)由 該殼體35通過(guò)未圖示的Z軸移動(dòng)單元相對(duì)于支撐塊36朝Z軸方向移動(dòng)。加工用激光束照 射單元22具有配設(shè)在殼體35內(nèi)的未圖示的激光束振蕩單元和傳送光學(xué)系統(tǒng)；以及聚光 器39，其配設(shè)在殼體35的前端，將由激光束振蕩單元所振蕩的脈沖狀的加工用激光束照射 到由保持單元21所保持的被加工物1上。激光束振蕩單元由激光束振蕩器等構(gòu)成，該激光 束振蕩器由YAG激光振蕩器或YV04激光振蕩器構(gòu)成。該激光束振蕩器等由控制單元200 控制。 并且，安裝在殼體35的前端部的邊緣檢測(cè)裝置100用于先行于加工用激光束照射 單元22將檢測(cè)光照射到被保持在保持單元21的保持面21a上的成為被加工物1的加工對(duì) 象的間隔道上，檢測(cè)間隔道上的邊緣位置。由邊緣檢測(cè)裝置IOO檢測(cè)出的邊緣位置信息被 送到控制單元200，用于在該間隔道的激光加工時(shí)控制針對(duì)被加工物1的加工用激光束的 照射開始位置和照射結(jié)束位置。
圖2是概略地示出本實(shí)施方式的邊緣檢測(cè)裝置100的結(jié)構(gòu)圖，圖3是將圖2中的A 部分放大示出的結(jié)構(gòu)圖，圖4是將圖2中的B部分放大示出的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的邊緣 檢測(cè)裝置100主要具有白色光源101、色像差聚光透鏡102、檢測(cè)器103以及光纖104。
白色光源101是發(fā)出包含多個(gè)波長(zhǎng)的光的白色光的光源，可使用鎢絲燈、鹵素?zé)簟?白色LED等，在本實(shí)施方式中，使用例如鹵素?zé)?。色像差聚光透鏡102用于使從白色光源 101發(fā)出的白色光向保持單元21的保持面21a(被加工物l)側(cè)會(huì)聚照射。這里，該色像差 聚光透鏡102是針對(duì)白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)，朝向被加工物1側(cè)在光軸上形成多個(gè)焦點(diǎn)的 聚光透鏡。即，由色像差聚光透鏡102會(huì)聚的白色光由于折射率根據(jù)波長(zhǎng)而不同，因而焦距 根據(jù)波長(zhǎng)而不同。作為這樣的色像差聚光透鏡102，例如使用數(shù)值孔徑脆=0.68、視場(chǎng)角 WD = 1. 56mm的非球面透鏡。并且，該色像差聚光透鏡102配置成位于在與加工用激光束照 射單元22的聚光器39相同加工線上先行的位置。 這里，在白色光源101與色像差聚光透鏡102之間依次配置有準(zhǔn)直透鏡105、聚光 透鏡106、照射側(cè)光纖107、以及準(zhǔn)直透鏡108。照射側(cè)光纖107用于形成第1光路109a，針 對(duì)從白色光源101射出的白色光僅使色像差聚光透鏡102所需要的白色光穩(wěn)定傳播。并且， 準(zhǔn)直透鏡105和聚光透鏡106是用于在使從白色光源101發(fā)出的白色光形成為平行光束之 后進(jìn)行會(huì)聚來(lái)使其效率良好地入射到照射側(cè)光纖107的入射端部的透鏡，雙方均可使用無(wú) 色像差的透鏡。并且，在照射側(cè)光纖107的出射端側(cè)設(shè)有與光纖104的入射端側(cè)一體化的 光纖耦合器110，該光纖耦合器110與公共光纖111連接。設(shè)在該公共光纖111與色像差聚 光透鏡102之間的準(zhǔn)直透鏡108是用于使經(jīng)過(guò)照射側(cè)光纖107從公共光纖111射出的白色 光形成為平行光束來(lái)引導(dǎo)到色像差聚光透鏡102的無(wú)色像差的透鏡。 并且，檢測(cè)器103用于檢測(cè)由色像差聚光透鏡102會(huì)聚且由被加工物1或保持面 21a反射的白色光的反射光的強(qiáng)度，并由通常的光電檢測(cè)器構(gòu)成。光纖104用于形成與第1 光路109a不同的第2光路109b，并將由被加工物1或保持面21a反射的白色光的反射光引 導(dǎo)到檢測(cè)器103。作為光纖104、107、lll，可使用由纖芯和包層構(gòu)成、例如纖芯直徑是50iim 的多模光纖。 并且，控制單元200由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該計(jì)算機(jī)具有根據(jù)存儲(chǔ)在ROM(未圖示)內(nèi)的 控制程序執(zhí)行運(yùn)算處理的CPU(未圖示)和RAM(未圖示)。該控制單元200根據(jù)由邊緣檢 測(cè)裝置100的檢測(cè)器103檢測(cè)出的白色光的光強(qiáng)信息判定被加工物1的邊緣位置并取得邊 緣位置信息。此時(shí)，通過(guò)從加工進(jìn)給量檢測(cè)單元33和分度進(jìn)給量檢測(cè)單元34取得邊緣位 置檢測(cè)時(shí)刻的X、Y坐標(biāo)值，確定邊緣位置的X、Y坐標(biāo)值。并且，控制單元200負(fù)責(zé)激光加工 裝置20整體的控制，特別是，參照從邊緣檢測(cè)裝置IOO所取得的邊緣位置信息來(lái)控制加工 用激光束照射單元22。 下面，說(shuō)明本實(shí)施方式中的被加工物1的邊緣Ed的檢測(cè)原理。首先，邊緣Ed的檢 測(cè)基本上是這樣來(lái)進(jìn)行按照在保持面21a上不對(duì)焦而在被加工物1的表面la上對(duì)焦的 方式將由色像差聚光透鏡102會(huì)聚的光向保持面21a側(cè)照射，其反射光由檢測(cè)器103接收， 檢測(cè)所接收的光強(qiáng)的大小變化位置。這是因?yàn)?，在接收到?lái)自未對(duì)焦的保持面21a的反射 光的情況下的光強(qiáng)減小，在接收到來(lái)自對(duì)焦的表面la的反射光的情況下的光強(qiáng)增大，在被 加工物l的邊緣Ed的位置該變化大。因此，通過(guò)針對(duì)由檢測(cè)器103檢測(cè)的光強(qiáng)使用預(yù)定閾 值，能檢測(cè)邊緣Ed。
考察在這樣的邊緣Ed的檢測(cè)中使用單一波長(zhǎng)光的情況。在該情況下，當(dāng)焦點(diǎn)位置 少許偏離被加工物1的表面la的高度位置時(shí)，每該高度臨近邊緣Ed附近時(shí)的光強(qiáng)的上升 沿發(fā)生變化，因而所檢測(cè)的邊緣Ed的位置精度不良。并且，當(dāng)被加工物1的表面la的高度 過(guò)度偏離焦點(diǎn)位置時(shí)，無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)本身。 關(guān)于該方面，在本實(shí)施方式中，由于通過(guò)色像差聚光透鏡102會(huì)聚白色光并使其 向保持面21a側(cè)照射，因而與使用單一波長(zhǎng)光的情況相比，即使被加工物1的表面la的高 度位置有偏差，也能調(diào)整高度方向的焦點(diǎn)偏差寬度，因而能可靠地檢測(cè)邊緣Ed。并且，在從 保持面21a變化到被加工物1的表面la時(shí)，由于有焦點(diǎn)峰值功率一定返回的點(diǎn)，因而能高 精度檢測(cè)邊緣Ed的位置。 關(guān)于該方面，參照?qǐng)D3來(lái)更詳細(xì)說(shuō)明。如上所述，從白色光源101發(fā)出的白色光通 過(guò)色像差聚光透鏡102向保持被加工物1的保持單元21的保持面21a側(cè)照射。此時(shí)，色像 差聚光透鏡102具有通過(guò)的白色光根據(jù)波長(zhǎng)而不同的焦距。即，該色像差聚光透鏡102針 對(duì)白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)，朝向被加工物1在光軸上形成多個(gè)焦點(diǎn)。因此，如圖3所示，在 色像差聚光透鏡102的光軸中心正下方的范圍L內(nèi)，針對(duì)白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)存在無(wú)數(shù) 個(gè)焦點(diǎn)。因此，當(dāng)按照在存在無(wú)數(shù)個(gè)焦點(diǎn)的該范圍L內(nèi)存在被加工物1的表面la的方式照 射白色光時(shí)，與被加工物1的表面la的高度位置偏差無(wú)關(guān)， 一定存在對(duì)焦反射的光，能可靠 地檢測(cè)邊緣Ed的位置。 另外，關(guān)于表示焦點(diǎn)偏差的范圍L，根據(jù)色像差聚光透鏡102的數(shù)值孔徑NA、材質(zhì)、 或者作為色像差聚光透鏡102使用衍射透鏡燈的應(yīng)對(duì)，能從幾P m到幾mm自由設(shè)計(jì)。
并且，由保持面21a和表面la反射的光在光路上逆行而入射到公共光纖111 (光 纖104)。此時(shí)，由未對(duì)焦的保持面21a反射的光難以再耦合到公共光纖lll，入射光量少， 因而由檢測(cè)器103檢測(cè)的光強(qiáng)減小。另一方面，在白色光中、與被加工物1的表面la的高 度位置偏差無(wú)關(guān)、在對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下照射到表面la上的波長(zhǎng)的光如圖4所示，最強(qiáng)地再耦合到 由公共光纖111的包層lllb包圍的纖芯llla。由此，通過(guò)公共光纖111 (光纖104)被引導(dǎo) 到第2光路109b且由檢測(cè)器103檢測(cè)的光強(qiáng)增大。 在這樣的邊緣檢測(cè)中，還能使用例如專利文獻(xiàn)3中所示的共焦點(diǎn)型的檢測(cè)裝置， 并且作為用于僅將白色光中對(duì)焦在被加工物1上的特定波長(zhǎng)的光引導(dǎo)到分光器的空間濾 光器，也能使用針孔掩模，然而產(chǎn)生這樣的問(wèn)題空間濾光器的精度，各光學(xué)部件和分光器 的設(shè)置作業(yè)麻煩，配置自由度受到限制。關(guān)于該方面，根據(jù)本實(shí)施方式，由于將由被加工物1 的表面la反射的白色光通過(guò)例如纖芯直徑是50ym的公共光纖111 (光纖104)引導(dǎo)入射 到檢測(cè)器103側(cè)，因而空間濾光器的精度高，配置自由度高。并且，可以不使用分光器，而僅 使用由光電檢測(cè)器構(gòu)成的檢測(cè)器103來(lái)檢測(cè)光強(qiáng)，使檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。 下面，說(shuō)明使用這樣的激光加工裝置20的被加工物1的激光加工方法。圖5是示 出被加工物1的外觀立體圖。成為加工對(duì)象的被加工物1如圖5所示，是以表面la作為上 側(cè)貼附在安裝于環(huán)狀框架2上的由聚烯烴等的合成樹脂薄片構(gòu)成的切割帶3上的狀態(tài)下準(zhǔn) 備的。這樣的被加工物1未作特別限定，可列舉例如半導(dǎo)體晶片等的晶片，作為芯片安裝用 而設(shè)在晶片的背面的DAF(Die Attach Film，粘片膜)等的粘接部件，或者半導(dǎo)體制品的封 裝、陶瓷、玻璃系或硅系的基板，以及要求ym數(shù)量級(jí)的精度的各種加工材料。本實(shí)施方式 的被加工物1以半導(dǎo)體晶片等作為基礎(chǔ)，在表面la上形成有由排列成格子狀的多個(gè)第1間
7隔道4a和多個(gè)第2間隔道4b劃分出的多個(gè)矩形區(qū)域，在該多個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)形成有器件5。
在加工時(shí)，首先，將被加工物1放置在保持單元21的保持面21a上，吸引保持被加 工物l。另外，框架2由夾緊部件21b固定。然后，使吸引保持了被加工物1的保持單元21 定位在未圖示的攝像單元的正下方，執(zhí)行檢測(cè)應(yīng)進(jìn)行被加工物1的激光加工的加工區(qū)域的 對(duì)準(zhǔn)作業(yè)。即，執(zhí)行用于進(jìn)行形成在被加工物1的預(yù)定方向的第1間隔道4a與沿著該第1 間隔道4a的聚光器39和色像差聚光透鏡102之間的位置對(duì)準(zhǔn)的圖形匹配等的圖像處理， 執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。關(guān)于第2間隔道4b也一樣。 當(dāng)這樣進(jìn)行了對(duì)準(zhǔn)時(shí)，保持單元21上的被加工物1處于定位在圖6(a)所示的坐 標(biāo)位置的狀態(tài)。圖6是示出在被加工物1被保持在保持單元21的預(yù)定位置的狀態(tài)下的與 坐標(biāo)位置的關(guān)系的說(shuō)明圖。另外，圖6(b)示出使保持單元21，即被加工物l從圖6(a)所示 的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90度而把第2間隔道4b用作加工對(duì)象的狀態(tài)。 然后，檢測(cè)形成在由保持單元21保持的被加工物1上的第1間隔道4a，當(dāng)進(jìn)行了 激光加工位置的對(duì)準(zhǔn)時(shí)，控制單元200沿著這樣形成在被加工物1上且成為加工對(duì)象的第1 間隔道4a執(zhí)行邊緣位置檢測(cè)和激光加工處理。S卩，使保持單元21移動(dòng)，使圖6(a)中的最 下位的第1間隔道4a定位在聚光器39和色像差聚光透鏡102的正下方。然后，使邊緣檢 測(cè)裝置100動(dòng)作，并使保持單元21對(duì)照預(yù)定的加工進(jìn)給速度朝加工進(jìn)給方向移動(dòng)。通過(guò)該 處理，關(guān)于最下位的第1間隔道4a，首先，先行檢測(cè)成為光束照射開始位置的邊緣位置Al。
控制單元200進(jìn)一步繼續(xù)保持單元21的加工進(jìn)給，在聚光器39到達(dá)邊緣位置Al 的時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)加工用激光束照射單元22，從而開始針對(duì)被加工物1的加工用激光束照射。此 時(shí)，例如通過(guò)聚光器39照射成使加工用激光束的聚光點(diǎn)與被加工物1的表面la —致，實(shí)施 沿著第1間隔道4a形成加工槽的激光加工。與該加工處理并行，控制單元200繼續(xù)邊緣檢 測(cè)裝置100的邊緣位置檢測(cè)動(dòng)作，關(guān)于最下位的第1間隔道4a，先行檢測(cè)成為光束照射結(jié)束 位置的邊緣位置B1。 然后，控制單元200繼續(xù)保持單元21的加工進(jìn)給，在聚光器39到達(dá)邊緣位置Bl 的時(shí)刻，停止加工用激光束照射單元22的驅(qū)動(dòng)，從而結(jié)束針對(duì)被加工物1的該間隔道4a的 加工用激光束照射。 這樣，當(dāng)最下位的第1間隔道4a相關(guān)的邊緣檢測(cè)處理和激光加工處理結(jié)束時(shí)，控 制單元200使保持單元21移動(dòng)到原始位置側(cè)，然后分度進(jìn)給1行，從而從圖6(a)中的最下 位使下一第1間隔道4a定位在聚光器39和色像差聚光透鏡102的正下方，關(guān)于下一第1 間隔道4a，同樣重復(fù)上述處理，檢測(cè)邊緣位置A2、 B2。 以后，這樣的邊緣檢測(cè)處理和激光加工處理對(duì)于以后的第1間隔道4a也同樣作為 并行處理重復(fù)執(zhí)行。然后，在執(zhí)行了針對(duì)全部第1間隔道4a的邊緣檢測(cè)處理和激光加工處 理的情況下，使保持單元21旋轉(zhuǎn)90度，使其定位在圖6 (b)所示的狀態(tài)，針對(duì)全部第2間隔 道4b也同樣執(zhí)行邊緣檢測(cè)處理和激光加工處理。關(guān)于邊緣檢測(cè)處理，按邊緣位置Cl、 Dl、 C2、D2、...依次檢測(cè)。當(dāng)全部處理結(jié)束時(shí)，保持被加工物1的保持單元21回到最初吸引保 持被加工物1的位置，這里解除被加工物1的吸引保持。然后，被加工物1由未圖示的輸送 單元輸送到分割工序。 本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，只要在不背離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，就能進(jìn)行 各種變形。例如，在本實(shí)施方式中，以通過(guò)照射由被加工物1吸收的波長(zhǎng)的加工用激光束來(lái)形成加工槽的激光加工例子作了說(shuō)明，然而即使是在通過(guò)照射透射被加工物1的波長(zhǎng)的加 工用激光束來(lái)形成改性層的激光加工的情況下，同樣也能應(yīng)用。 并且，在本實(shí)施方式中，以使用切割帶3的被加工物1的例子作了說(shuō)明，然而即使 是不使用切割帶3、而將被加工物1直接保持在保持單元21的保持面21a上的類型的被加 工物，同樣也能應(yīng)用。在該情況下，通過(guò)邊緣位置的高精度檢測(cè)，可避免向保持被加工物1 的保持面21a照射加工用激光束的不利情況。 并且，作為邊緣檢測(cè)裝置100檢測(cè)的邊緣位置，不限于把用于激光加工的被加工 物1作為檢測(cè)對(duì)象物，即使在把其他部件用作檢測(cè)對(duì)象物的情況下，同樣也能應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種邊緣檢測(cè)裝置，其特征在于，該邊緣檢測(cè)裝置具有白色光源，其向第1光路發(fā)出包含多個(gè)波長(zhǎng)的光的白色光；色像差聚光透鏡，其針對(duì)向所述第1光路發(fā)出的所述白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)，朝向檢測(cè)對(duì)象物在光軸上形成多個(gè)焦點(diǎn)；光纖，其將由所述檢測(cè)對(duì)象物反射的所述白色光引導(dǎo)到與所述第1光路不同的第2光路；以及檢測(cè)器，其檢測(cè)通過(guò)該光纖被引導(dǎo)到所述第2光路的所述白色光的強(qiáng)度。
2. —種激光加工裝置，其特征在于，該激光加工裝置具有 保持單元，其具有保持被加工物的保持面；加工用激光束照射單元，其向被保持在所述保持面上的所述被加工物照射加工用激光 束；以及權(quán)利要求1所述的邊緣檢測(cè)裝置，其將所述被加工物作為檢測(cè)對(duì)象物檢測(cè)其邊緣位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使是任何形狀的檢測(cè)對(duì)象物、也能對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的邊緣位置進(jìn)行高精度檢測(cè)、作為空間濾光器的精度高、配置自由度高的邊緣檢測(cè)裝置和激光加工裝置。該邊緣檢測(cè)裝置具有白色光源(101)，其向第1光路(109a)發(fā)出包含多個(gè)波長(zhǎng)的光的白色光；色像差聚光透鏡(102)，其針對(duì)向第1光路(109a)發(fā)出的白色光內(nèi)包含的各波長(zhǎng)，朝向被加工物(1)(檢測(cè)對(duì)象物)在光軸上形成多個(gè)焦點(diǎn)；光纖(104)，其將由被加工物(1)所反射的白色光引導(dǎo)到與第1光路(109a)不同的第2光路(109b)；以及檢測(cè)器(103)，其檢測(cè)通過(guò)該光纖(104)被引導(dǎo)到第2光路(109b)的白色光的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101750013SQ200910224870
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者能丸圭司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科