(57)【要約】【課題】  高低差のある部位に形成されたアライメントマークを有する被加工物を高精度に加工可能なアライメント方法を提供することである。【解決手段】  高低差を有する部位に渡ってアライメントマークが存在する被加工物の加工予定ラインを検出するアライメント方法であって、被加工物の上面から撮像手段を被加工物へ接近する方向に相対移動させて該アライメントマークの一部に焦点を合わせて撮像した後に、該アライメントマークの他部に焦点を合わせて撮像することを繰り返して複数の撮像画像を取得する撮像ステップと、取得した該複数の撮像画像を組み合わせ、一つの鮮明なマーク像を形成するマーク像形成ステップと、形成された該マーク像に基づいて、該加工予定ラインを検出する検出ステップと、を具備したことを特徴とする。【選択図】図５
2011100808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高低差を有する部位に渡ってアライメントマークが存在する被加工物の加工予定ラインを検出するアライメント方法であって、
被加工物の上面から撮像手段を被加工物へ接近する方向に相対移動させて該アライメントマークの一部に焦点を合わせて撮像した後に、該アライメントマークの他部に焦点を合わせて撮像することを繰り返して複数の撮像画像を取得する撮像ステップと、
取得した該複数の撮像画像を組み合わせ、一つの鮮明なマーク像を形成するマーク像形成ステップと、
形成された該マーク像に基づいて、該加工予定ラインを検出する検出ステップと、
を具備したことを特徴とするアライメント方法。
【請求項２】
被加工物は焼結前のセラミックスから構成され、
前記アライメントマークは、被加工物の一部に形成された被加工物上面から底面側へと傾斜する傾斜面に露出した複数の電極から構成される請求項１記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高低差を有する部位に渡ってアライメント用のアライメントマークが形成された被加工物の加工予定ラインを検出するアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、樹脂、セラミック等からなる基板は切削装置、レーザ加工装置、ウォータージェット加工装置等の各種加工装置によって加工が施されて分割され、各種電子部品に広く利用されている。
【０００３】
これらの加工装置で被加工物の加工を行う際には、予め被加工物の加工位置（加工予定ライン）を検出するアライメント作業が実施される。近年では、加工装置が自動でアライメント作業を行う所謂オートアライメントが主流となっている。
【０００４】
オートアライメントに際しては、予め加工位置を検出するためのアライメントマークを被加工物上に形成しておく。そして、事前に加工装置にアライメントマークを記憶させておくと同時に、アライメントマークから加工位置までの距離も記憶させておく。加工に先立って、加工装置の撮像手段で被加工物上を撮像してアライメントマークを検出するとともに加工位置を検出する（例えば、特開昭６１−２０４７１６号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２０４７１６号公報
【特許文献２】特開２０００−２５２２４１号公報
【特許文献３】特開２００４−３９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、例えば半導体チップがリードフレームにマウントされてボンディングされた後、樹脂封止されて形成されるパッケージ基板には、樹脂封止時の熱等の影響から反りが大きく発生し易い。
【０００７】
反りが発生したパッケージ基板の表面には高低差があるため、アライメントマークを撮像手段で撮像した際、アライメントマークの一部で焦点が合わずにアライメントマークの全体を鮮明に撮像することが難しいという問題がある。
【０００８】
また、セラミック層と電極層とを交互に例えば２００層程度積層した上、最上位層にセラミック層を積層してなるセラミックチップコンデンサシートは、分割された後焼結されてセラミックチップコンデンサーが形成される。
【０００９】
一般にセラミックチップコンデンサシート上にはアライメントマークが形成されていないため、セラミックチップコンデンサシートの端にＶ溝等を形成してシート内部に形成された電極を溝の傾斜面に露出させ、露出した電極をアライメントマークとして利用している。
【００１０】
ところが、傾斜面に露出した電極を撮像手段で撮像した際も、アライメントマークの一部で焦点が合わずにアライメントマークの全体を鮮明に撮像することが難しいという問題がある。
【００１１】
被写界深度の大きい撮像手段を用いてこれら高低差のある部位に形成されたアライメントマークを撮像することで、鮮明な撮像画像を取得することができる。ところが、一般に被写界深度の大きい撮像手段は低倍率になるため、このような撮像手段で撮像した画像に基づくアライメントでは、被加工物を微細に加工するための十分な加工精度が出しにくいという問題がある。
【００１２】
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、高低差のある部位に形成されたアライメントマークを有する被加工物を高精度に加工できるアライメント方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、高低差を有する部位に渡ってアライメントマークが存在する被加工物の加工予定ラインを検出するアライメント方法であって、被加工物の上面から撮像手段を被加工物へ接近する方向に相対移動させて該アライメントマークの一部に焦点を合わせて撮像した後に、該アライメントマークの他部に焦点を合わせて撮像することを繰り返して複数の撮像画像を取得する撮像ステップと、取得した該複数の撮像画像を組み合わせ、一つの鮮明なマーク像を形成するマーク像形成ステップと、形成された該マーク像に基づいて、該加工予定ラインを検出する検出ステップと、を具備したことを特徴とするアライメント方法が提供される。
【００１４】
好ましくは、被加工物は焼結前のセラミックから構成され、アライメントマークは被加工物の一部に形成された被加工物上面から底面側へと傾斜する傾斜面に露出した複数の電極から構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、撮像手段の焦点位置を変更しながらアライメントマークを撮像して複数の撮像画像を取得し、取得した各撮像画像からアライメントマーク像のうち鮮明に撮像された領域を取り出して組み合わせることで、鮮明なアライメントマーク像の全体が形成される。
【００１６】
従って、低倍率の撮像手段を用いることなく、アライメントマーク全体の鮮明な撮像画像を取得でき、鮮明なアライメントマーク像を基に加工予定ラインを検出して加工を施すため、高精度な加工精度での加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のアライメント方法を適用するのに適した切削装置の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は第１の切削手段の切削ブレードを示す側面図、図２（Ｂ）は第２の切削手段の切削ブレードを示す側面図である。
【図３】図３（Ａ）は被加工物の一例であるセラミックチップコンデンサシートの平面図、図３（Ｂ）は４辺に沿ってＶ溝を形成した状態のセラミックチップコンデンサシートの平面図である。
【図４】ダイシングテープを介して環状フレームに支持された状態のセラミックチップコンデンサシートの一部断面側面図である。
【図５】撮像ステップを示す説明図である。
【図６】撮像ステップで撮像されたＶ溝に露出した電極の画像を示す図である。
【図７】各撮像画像から鮮明な部分を切り取り組み合わせて形成した鮮明なアライメントマークの全体画像である。
【図８】切削加工ステップを示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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を参照すると、本発明のアライメント方法を適用するのに適した切削装置（ダイシング装置）２の斜視図が示されている。
【００１９】
切削装置２は２スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動する第１の切削手段６及び第２の切削手段８の作用により被加工物が切削される構成となっている。
【００２０】
例えば、セラミックチップコンデンサシート７０をダイシングする場合は、図１に示すように、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持されたセラミックチップコンデンサシート７０が、チャックテーブル４に載置されて吸引保持される。
【００２１】
セラミックチップコンデンサシート７０は、生セラミック層と、パラジウム等の金属から形成された電極層を交互に例えば２００層程度積層し、最上位層に生セラミック層を積層して構成されている。
【００２２】
チャックテーブル４は切削送り手段１０によってＸ軸方向に移動可能となっており、第１の切削手段６と一体に形成された第１撮像手段１３を有する第１のアライメント手段１２及び第２の切削手段８と一体に形成された第２撮像手段１５を有する第２のアライメント手段１４によって、チャックテーブル４に吸引保持されたセラミックチップコンデンサシート７０の切削すべき領域である分割予定ラインが検出され、その分割予定ラインと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。第１撮像手段１３及び第２撮像手段１５とも、それぞれ顕微鏡と顕微鏡で拡大した像を撮像するＣＣＤカメラから構成されている。
【００２３】
切削送り手段１０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール１６と、Ｘ軸ガイドレール１６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１８と、Ｘ軸移動基台１８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ２０と、Ｘ軸ボールねじ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２２とから構成される。
【００２４】
チャックテーブル４を回転可能に支持する支持基台２４はＸ軸移動基台１８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ２２に駆動されてＸ軸ボールねじ２０が回転することによって、チャックテーブル４がＸ軸方向に移動される。
【００２５】
一方、第１の切削手段６及び第２の切削手段８は、ガイド手段２６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段２６は、チャックテーブル４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム２８と、垂直コラム２８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール３０と、Ｙ軸ガイドレール３０と平行に配設された第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４と、第１のボールねじ３２に連結された第１のＹ軸パルスモータ３６と、第２のボールねじ３４に連結された第２のＹ軸パルスモータ３８とから構成される。
【００２６】
Ｙ軸ガイドレール３０は、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２に備えたナット（図示せず）が第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４にそれぞれ螺合している。
【００２７】
第１のＹ軸パルスモータ３６および第２のＹ軸パルスモータ３８に駆動されて第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４がそれぞれ回転することにより、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２がそれぞれ独立してＹ軸方向に移動される。
【００２８】
第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２のＹ軸方向の位置はリニアスケール４４によって計測され、Ｙ軸方向の位置の精密制御に供される。なお、リニアスケールを各支持部材ごとに別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール４４で第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。
【００２９】
第１の支持部材４０には、第１の切削手段６が取り付けられた第１の移動部材４６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第１のＺ軸パルスモータ４８を駆動すると、第１の移動部材４６がＺ軸方向に移動される。
【００３０】
同様に、第２の支持部材４２には、第２の切削手段８が取り付けられた第２の移動部材５０が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第２のＺ軸パルスモータ５２を駆動することにより、第２の移動部材５０がＺ軸方向に移動される。
【００３１】
次に、図２を参照して、第１の切削手段６及び第２の切削手段８の構成について説明する。図２（Ａ）に示すように、第１の切削手段６のスピンドルハウジング５４中にはスピンドル５６が回転可能に収容されており、スピンドル５６の先端部には外周部にＶ形状６０を有する第１切削ブレード５８が着脱可能に装着されている。
【００３２】
一方、第２の切削手段８は、図２（Ｂ）に示すように、スピンドルハウジング６２中にスピンドル６４が回転可能に収容されており、スピンドル６４の先端部に第２切削ブレード６６が着脱可能に装着されている。
【００３３】
本実施形態ではこのように、第１の切削手段６のスピンドル５６に先端Ｖ形状６０を有する切削ブレード５８を装着し、第２の切削手段８のスピンドル６４に第２切削ブレード６６を装着しているが、第１の切削手段６に第２切削ブレード６６を装着し、第２の切削手段８に第１切削ブレード５８を装着するようにしてもよい。
【００３４】
図３（Ａ）を参照すると、本実施形態の加工対象物であるセラミックチップコンデンサシート７０の平面図が示されている。上述したように、セラミックチップコンデンサシート７０は、焼結前の生セラミック層と電極層を交互に例えば２００層程度積層し、最上位層に生セラミック層を積層して構成されている。電極層は、生セラミック層の表面に例えばパラジウム等の金属をスクリーン印刷して厚さ１μｍ程度の電極層として形成される。
【００３５】
セラミックチップコンデンサシート７０の最上位層は生セラミック層から形成されるため、一般にセラミックチップコンデンサシート７０上にはアライメントマークが形成されていない。
【００３６】
そこで、第１の切削手段６の先端Ｖ形状６０を有する切削ブレード５８により、図３（Ｂ）に示すように、セラミックチップコンデンサシート７０の４辺近傍に各辺に平行なＶ溝７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄを形成する。
【００３７】
そして、図３（Ｂ）の拡大図に示すように、Ｖ溝７２ａの傾斜面に露出した電極７４をアライメントマークとして利用する。７３はＶ溝７２ａの最下点である。これらのＶ溝７２ａ〜７２ｄ形成時には、図４に示すようにセラミックチップコンデンサシート７０をダイシングテープ７６に貼着し、ダイシングテープ７６の外周部を環状フレーム７８に貼着することにより、セラミックチップコンデンサシート７０を環状フレーム７８で支持した状態で切削ブレード５８によるＶ溝７２ａ〜７２ｄの切削加工を実施する。
【００３８】
代替案として、ダイシングテープの使用量を減らすため、セラミックチップコンデンサシート７０と同サイズのダイシングテープをセラミックチップコンデンサシート７０の裏面に貼着するようにしてもよい。この場合には、図１に示すチャックテーブル４に換えてセラミックチップコンデンサシート７０と同サイズの吸引領域を有するチャックテーブルでセラミックチップコンデンサシート７０を吸引保持して切削加工を実施する。
【００３９】
尚、図１に示した切削装置２では、セラミックチップコンデンサシート７０をチャックテーブル４で吸引保持した後に、環状フレーム７８をクランプするクランパが省略されている。
【００４０】
セラミックチップコンデンサシート７０の分割予定ラインを検出するアライメントを実施するためには、第１の方向に対向する２辺近傍に形成したＶ溝７２ａ，７２ｂの傾斜面に露出した複数の電極７４をアライメントマークとして第２のアライメント手段１４で検出し、各Ｖ溝７４ａ，７４ｂ中で対向して露出するアライメントマーク７４を結んだ直線から所定距離離れた平行線を分割予定ラインとして検出する。
【００４１】
次いで、チャックテーブル４を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に対向するＶ溝７２ｃ，７２ｄの傾斜面から露出する複数の電極７４を同様にアライメントマークとして検出し、このアライメントマークを利用して第１の方向に直交する第２の方向の分割予定ラインを検出する。
【００４２】
ところで、図５に示すようにＶ溝７２ａは所定の深さを有しているため、Ｖ溝７２ａの傾斜面に露出した複数の電極７４の第２撮像手段１５からの距離が電極毎に相違するため、第２撮像手段１５の焦点を全ての電極７４に合わせることは困難である。よって、本発明の撮像ステップでは、第２撮像手段１５の焦点を異なる複数箇所、例えば３箇所に段階的に合わせてアライメントマークとしての電極７４を撮像する。
【００４３】
図５で１５ａは第２撮像手段１５の焦点を上方に合わせて撮像したものであり、その撮像画像８０ａは図６（Ａ）に示すようなものとなる。撮像画像８０ａから明らかなように、８２ａで示した上方の４つの電極画像の焦点は合っているが、他の電極画像の焦点はぼやけたものとなっている。
【００４４】
１５ｂは第２撮像手段１５の焦点を中間部分の電極７４に合わせて撮像したものであり、その撮像画像８０ｂは図６（Ｂ）に示すようなものとなる。撮像画像８０ｂから明らかなように、８２ｂで示した中程の電極画像のピントは合っているが、他の電極画像はぼやけたものとなっている。
【００４５】
１５ｃは第２撮像手段１５の焦点を底部の電極７４に合わせて撮像したものであり、その撮像画像８０ｃは図６（Ｃ）に示すように、８２ｃで示す底部の電極画像のピントは合っているが、他の電極画像はぼやけたものとなっている。
【００４６】
よって、本発明では、複数の撮像画像８０ａ，８０ｂ及び８０ｃを組み合わせ、各撮像画像からピントが合っている電極画像８２ａ，８２ｂ，８２ｃを取り出して、これらを図７に示すように組み合わせて一つの鮮明なアライメントマーク像８４を形成する。
【００４７】
本発明のアライメント方法では、このようにして形成した鮮明なアライメントマーク像８４を利用して第２のアライメント手段１４でアライメントを実施する。アライメント方法は、上述したように第１の方向に対向する二つのＶ溝７２ａ，７２ｂの傾斜面から露出する電極７４の撮像画像であるアライメントマーク像８４を利用して実施し、第１の方向に伸長する分割予定ラインを検出する。第１の方向に伸長する他の分割予定ラインは分割予定ラインのピッチに基づいて設定する。
【００４８】
第１の方向の分割予定ラインの設定が終了したならば、チャックテーブル４を９０度回転して、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ラインを検出する。この第２の方向に伸長する分割予定ラインの検出は、第２の方向に対向するＶ溝７２ｃ，７２ｄの傾斜面に露出する電極７４を撮像したアライメントマーク像８４を利用して第１の方向と同様に検出する。検出乃至は設定した分割予定ラインは切削装置２のメモリに記憶する。
【００４９】
アライメント作業終了後、図８に示すように第２の切削手段８の第２切削ブレード６６を使用してセラミックチップコンデンサシート７０の分割予定ラインを切削し、セラミックチップコンデンサシート７０を個々のセラミックチップコンデンサーに分割する。
【００５０】
即ち、図８に示すように、本発明のアライメント方法により検出された切削しようとする分割予定ラインと第２切削ブレード６６との位置合わせを行い、位置合わせされた状態でチャックテーブル４をＸ１方向に移動させるとともに、第２切削ブレード６６をＡ方向に高速回転させながら第２の切削手段８を下降させると、位置合わせされた分割予定ラインが切削される。
【００５１】
メモリに記憶された分割予定ラインのピッチずつ第２の切削手段８をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を行うことにより、同方向の分割予定ラインが全て切削される。更にチャックテーブル４を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、第２の方向に伸長する分割予定ラインも全て切削され、セラミックチップコンデンサシート７０が個々のセラミックチップコンデンサーに分割される。
【００５２】
上述した実施形態では、被加工物としてセラミックチップコンデンサシート７０を採用した例について説明したが、本発明のアライメント方法はこれに限定されるものではなく、上面高さが大きくばらつく焼結セラミックや反りが発生する樹脂基板又は表面に構造物が形成されているＭＥＭＳウエーハ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２    切削装置
４    チャックテーブル
６    第１の切削手段
８    第２の切削手段
１３    第１撮像手段
１５    第２撮像手段
５８    先端Ｖ形状を有する切削ブレード
６６    第２切削ブレード
７０    セラミックチップコンデンサシート
７２ａ〜７２ｄ    Ｖ溝
７４    電極
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ    撮像画像
８４    アライメントマーク像
【図１】
2011100808.tif 000003
【図２】
2011100808.tif 000004
【図３】
2011100808.tif 000005
【図４】
2011100808.tif 000006
【図５】
2011100808.tif 000007
【図６】
2011100808.tif 000008
【図７】
2011100808.tif 000009
【図８】
2011100808.tif 000010