(57)【要約】【課題】上面に高低差がある被加工物であってもアライメントマークを鮮明に撮像できるようにする。【解決手段】被加工物の加工予定ラインに対応して存在するアライメントマークを検出するアライメント装置１に、撮像手段３を外周側から包囲する位置に配設された照明手段５を備え、照明手段５には円周方向に均等配設された４つ以上の発光源５０ａ〜５０ｄを備え、切替手段６によってそれぞれの発光源の点灯または消灯を個別に制御して切り替えることができる構成とする。被加工物１０の被撮像面１０ａに凹凸があっても、発光源を個別に点灯または消灯させることにより、影がない状態で撮像を行うことができ、鮮明な画像を取得してアライメントマークを確実に検出することができる。【選択図】図１
2012245603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の加工予定ラインに対応して存在するアライメントマークを検出するアライメント装置であって、
被加工物に対し、該被加工物の上方から該被加工物の上面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に焦点を合わせて撮像する撮像手段と、
リング形状に形成されるとともに該撮像手段を外周側から包囲する位置に配設され撮像領域を照らす照明手段とを備え、
該照明手段は、円周方向に均等配設された４つ以上の発光源からなり、
それぞれの発光源の点灯または消灯を個別に制御して切り替える切替手段
を具備することを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記撮像手段によって取得した画像のコントラストを調整する電圧調整手段を備えた
請求項１に記載のアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に形成されたアライメントマークを撮像して検出するアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、樹脂、セラミックス等からなる基板は、切削装置、レーザー加工装置等の加工装置によって加工が施されて分割され、各種電子部品に利用されている。
【０００３】
これらの加工装置を用いて被加工物の加工を行うにあたっては、被加工物の加工位置（加工予定ライン）を予め検出するアライメント作業が行われる。近年は、加工装置が自動でアライメント作業を行う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を行うに際しては、加工すべき位置を検出するための目印となるアライメントマークを予め被加工物に形成しておく。そして、アライメントマークの画像情報を予め加工装置に記憶させておくとともに、アライメントマークから加工開始位置までの距離に関する情報も記憶させておく。
【０００５】
こうしてアライメントマークの画像情報及びアライメントマークから加工開始位置までの距離の情報が加工装置に記憶された後、加工時は、加工装置に備えた撮像手段で被加工物を撮像してアライメントマークを検出するとともに、アライメントマークから加工開始位置までの距離を勘案して加工開始位置を求め、その位置を加工することとしている。
【０００６】
被加工物には、アライメントマークが形成されていないものもある。例えば、セラミックス層と電極層とを交互に積層して最上位層にセラミックス層を積層してなるセラミックスチップコンデンサシートには、アライメントマークが形成されていない。そこで、セラミックスチップコンデンサシートを加工して分割するにあたっては、セラミックスチップコンデンサシートの端部にＶ溝や片Ｖ溝の溝を形成し、溝の傾斜面から電極を露出させてこれをアライメントマークとして利用している。そして、露出させた電極を検出した後、その電極から加工すべき位置までの距離を加工装置に記憶させ、その情報をもとに、セラミックスチップコンデンサシートを個々のチップに分割している。分割により形成された各チップは、その後、焼結されてセラミックスコンデンサとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２０４７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、セラミックスコンデンサシートは、セラミックスチップコンデンサが形成された部分が他の部分よりも上方に突出しており、上面に高低差がある。このように、上面に高低差がある被加工物におけるアライメントマークの撮像時には、光の当たり方によっては影が形成されるため、アライメントマークを明確に認識することが困難な場合がある。したがって、鮮明に撮像を行うためには、照明の光量調整を行うことが必要であった。このような問題は、セラミックスコンデンサシートに限らず、上面に高低差がある他の被加工物についても同様に生じうる。
【０００９】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、上面に高低差がある被加工物であってもアライメントマークを鮮明に撮像できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被加工物の加工予定ラインに対応して存在するアライメントマークを検出するアライメント装置に関するもので、被加工物に対し被加工物の上方から被加工物の上面へ接近する方向に相対移動させてアライメントマークに焦点を合わせて撮像する撮像手段と、リング形状に形成されるとともに撮像手段を外周側から包囲する位置に配設され撮像領域を照らす照明手段とを備え、照明手段は、円周方向に均等配設された４つ以上の発光源からなり、それぞれの発光源の点灯または消灯を個別に制御して切り替える切替手段を具備する。
【００１１】
このアライメント装置には、撮像手段によって取得した画像のコントラストを調整する電圧調整手段を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るアライメント装置は、撮像手段を外周側から包囲する位置に照明手段が配設され、照明手段には円周方向に均等配設された４つ以上の発光源を備え、切替手段によってそれぞれの発光源の点灯または消灯を個別に制御して切り替えることができる構成としたため、被加工物の被撮像面に凹凸があっても、発光源を個別に点灯または消灯させることにより、影がない状態で撮像を行うことができる。したがって、鮮明な画像を取得することができ、アライメントマークを確実に検出することができる。特に、表面に凹凸がある積層ウェーハやＶ溝の斜面からアライメントマークが露出している樹脂基板などが被加工物である場合に適している。
【００１３】
また、撮像手段によって取得した画像のコントラストを調整する電圧調整手段を備えることにより、アライメントマークをより鮮明に撮像することができため、より確実にアライメントマークを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アライメント装置の一例及び被加工物の第一の例を示す斜視図である。
【図２】Ｖ溝撮像時に影が形成された状態の例を示す平面図である。
【図３】Ｖ溝撮像時に影が形成された状態の別の例を示す平面図である。
【図４】Ｖ溝の一方の斜面を撮像する状態を示す正面図である。
【図５】Ｖ溝の他方の斜面を撮像する状態を示す正面図である。
【図６】第二の例の照明手段を用いてＶ溝の斜面を撮像する状態を示す平面図である。
【図７】第二の例の照明手段を用いてＶ溝の他の斜面を撮像する状態を示す平面図である。
【図８】アライメント装置の一例及び被加工物の別の例を示す斜視図である。
【図９】凹凸のある被加工物の撮像時に凹部の両側に影ができた状態を示す平面図である。
【図１０】凹凸のある被加工物の凸部のエッジを撮像する状態を示す平面図である。
【図１１】凹凸のある被加工物の凸部のエッジを撮像する状態を示す正面図である。
【図１２】凹凸のある被加工物の凸部の他のエッジを撮像する状態を示す平面図である。
【図１３】凹凸のある被加工物の凸部の他のエッジを撮像する状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すアライメント装置１は、被加工物を保持する保持手段２を備えている。保持手段２は、水平方向に移動可能となっている。
【００１６】
保持テーブル２の上方には、撮像手段３が配設されている。撮像手段３は、被加工物１０の上面１０ａに対して接近及び離反する方向に相対移動可能となっている。撮像手段３には表示手段４が接続されており、撮像手段３が取得した画像を表示手段４に表示させることができる。
【００１７】
撮像手段３を外周側から包囲する位置には、リング形状に形成され撮像領域を照らす照明手段５が配設されている。照明手段５は、リング状に配列された複数の発光源５０ａ、５０、５０ｃ、５０ｄを備えている。発光源５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、円周方向に均等間隔に配設されている。なお、発光源は、円周方向に少なくとも４つ配置されていればよいが、５個以上備えていてもよい。
【００１８】
発光源５０ａ〜５０ｄは切替手段６と接続されており、切替手段６は、それぞれの発光源５０ａ〜５０ｄを個別に制御して点灯及び消灯を切り替えることができる。また、発光源５０ａ〜５０ｄは、電圧調整手段７と接続されており、電圧調整手段７における電圧調整により、発光源５０ａ〜５０ｄの光量を個別に調整することができる。
【００１９】
半導体ウェーハ等の通常の被加工物には、加工すべき位置を認識するためのアライメントマークが加工予定ラインに対応して形成されており、アライメントマークと加工予定ラインとが所定の位置関係にあるため、アライメントマークを検出することで、加工予定ラインの位置も求めることができる。しかし、被加工物１０のように表面１０ａにアライメントマークが形成されていないタイプのものもある。このような被加工物１０については、断面Ｖ字型のＶ溝１００、１０１を縦横に直交させた状態で形成し、Ｖ溝１００、１０１の斜面から電極を露出させる。そして、その露出した電極をアライメントマークとして使用する。このＶ溝１００，１０１は、先端がＶ字型に尖った切削ブレードを所定深さ切り込ませて切削することにより形成することができる。
【００２０】
例えば、図１に示したように、Ｖ溝１００とＶ溝１０１との交差部１０２を撮像するときは、交差部１０２の直上に撮像手段３を位置させる。そうすると、４つの発光源５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、撮像手段３を包囲しているため、交差部１０２を周囲から包囲する位置に位置する。すなわち、交差部１０２を中心とする円弧上に発光源５０ａ〜５０ｄが位置する状態となる。
【００２１】
例えば、Ｖ溝１００が延びる方向をＸ軸方向、Ｖ溝１０１が延びる方向をＹ軸方向とすると、Ｘ軸方向に対向する発光源５０ａと発光源５０ｃとが交差部１０２を照らす際の光路５１ａ、５１ｃは、Ｘ軸方向に平行となる。一方、Ｙ軸方向に対向する発光源５０ｂと発光源５０ｄとが交差部１０２を照らす際の光路５１ｂ、５１ｄは、Ｙ軸方向に平行となる。
【００２２】
例えば、発光源５０ａを点灯させてＶ溝１０１を照らすと、図２に示すように、発光源５０ａの光路５１ａ（図１参照）と同じ方向に傾斜する斜面１０１ａには光が当たらずに影が形成され、発光源５０ａと対向する他方の斜面１０１ｂには光が当たる。なお、図２においては、影が形成される部分に斜線を付している。
【００２３】
一方、発光源５０ｃを点灯させてＶ溝１０１を照らすと、図３に示すように、発光源５０ｃと対向する斜面１０１ａには光が当たるが、発光源５０ｃの光路５１ｃ（図１参照）と同方向に傾斜する斜面１０１ｂには光が当たらずに影が形成される。なお、図３においては、影が形成される部分に斜線を付している。
【００２４】
このように、発光源の光路と同じ方向に傾斜するＶ溝１００、１０１の斜面には光が当たらず影ができるため、影が生じた部分を撮像しても、アライメントマークとしての電極を検出できないことがある。そこで、撮像対象の斜面の向きに応じ、切替手段６による制御の下で、点灯させる発光源を切り替える。
【００２５】
例えば、Ｖ溝１００を撮像する場合は、斜面１００ａを撮像する場合と斜面１００ｂを撮像する場合とで点灯させる発光源を切り替える。具体的には、図４に示すように、斜面１００ａを撮像する場合は、発光源５０ｄを点灯させるとともに、少なくとも発光源５０ｂを消灯させる。また、図５に示すように、斜面１００ｂを撮像する場合は、発光源５０ｂを点灯させるとともに、少なくとも発光源５０ｄを消灯させることにより、撮像対象の斜面を明るく照らすようにする。
【００２６】
同様に、図２に示したＶ溝１０１を撮像する場合は、斜面１０１ａを撮像する場合は発光源５０ｃを点灯させるとともに、少なくとも発光源５０ａを消灯させ、斜面１０１ｂを撮像する場合は、発光源５０ａを点灯させるとともに、少なくとも発光源５０ｃを消灯させる。
【００２７】
このように、斜面の向きと発光源の光路の向きとの関係に応じて発光源の点灯及び消灯を切り替える制御を行うことで、各斜面に形成された電極を十分に照らすことができる。そして、電極を十分に照らした状態で、電極に撮像手段３の焦点を合わせて撮像を行うと、鮮明な画像を取得することができ、アライメントマークを確実に検出することができる。また、取得した画像における電極の鮮明度が十分でない場合は、図１に示した電圧調整手段７を用いて各発光源の光量を調節して画像のコントラストを調整することにより、電極を確実に検出できる画像を取得することができる。
【００２８】
図６に示す照明手段８のように、発光源８０ａ〜８０ｘを円弧状に多数配設した構成としてもよい。この場合も、照明手段８は撮像手段３を外周側から包囲しており、撮像するＶ溝１００の斜面と発光源の光路との関係から発光源の点灯及び消灯を切替手段６が制御する。例えば、図６に示すように、Ｖ溝１００の斜面１００ａを撮像するときは、斜面１００ａに対して対面する方向に位置する複数の発光源８０ａ、８０ｂ、８０ｃを点灯させ、その他の発光源は消灯する。また、図７に示すように、Ｖ溝１０１の斜面１０１ｂを撮像するときは、斜面１０１ｂに対して対面する方向に位置する発光源８０ｇ、８０ｈ、８０ｉを点灯させ、その他の発光源は消灯する。
【００２９】
このように、発光源が多数ある場合は、一度の撮像で複数の発光源を点灯させることにより、Ｖ溝の斜面をより明るく照らして撮像を行い、アライメントマークをより確実に検出することができる。なお、この場合も、電圧調整手段７によるコントラスト調整を行うことができる。
【００３０】
次に、図８に示すように、表面に凸部１１０と凹部１１１とが形成されたウェーハ１１の表面に形成されているアライメントマークを検出する方法について説明する。ウェーハ１１は、例えばセラミックス層と電極層とを交互に積層し、最上位層にセラミックス層からなる凸部１１０が積層されて形成されている。凹部１１１は加工予定ラインであり、凹部１１１を縦横に切断することにより個々のデバイスが形成される。
【００３１】
図９に示すように、凸部１１０のエッジ１１２をアライメントマークとする場合は、エッジ１１２の上方に撮像手段３を位置させる。このとき、４つの発光源５０ａ〜５０ｄがすべて点灯していると、図９に示すように、すべての凹部１１１の両側に影１１３が形成されるため、エッジ１１２を認識できないおそれがある。
【００３２】
そこで、図１０に示すように、エッジ１１２に対向する位置にある発光源５０ｃのみを点灯させ、他の発光源を消灯させる。そうすると、図１１に示すように、エッジ１１２の側部には影ができないため、エッジ１１２に撮像手段３の焦点を合わせて撮像すると、エッジ１１２を確実に検出することができる。
【００３３】
凹部１１１を挟んでエッジ１１２に対面する位置にある図１２に示すエッジ１１３をアライメントマークとする場合は、エッジ１１３に対向する発光源５０ａのみを点灯させ、他の発光源を消灯させる。そうすると、図１３に示すように、エッジ１１３の側部には影ができないため、エッジ１１３を鮮明に撮像して確実に検出することができる。
【００３４】
なお、図８に示した凹部１１１にアライメントマークが形成されている場合もある。その場合は、４方向の光源をそれぞれ個別に発光させて撮像を行ってそれぞれについて画像情報を取得し、４つの画像情報を比較して、アライメントマークが最も鮮明に写っている画像を撮った時に点灯させていた発光源を選択して点灯させるようにすると、確実にアライメントマークを検出することができる。また、この場合は、複数の発光源を同時に点灯させることが望ましい場合もある。また、必要に応じて電圧調整手段７によるコントラスト調整も行う。
【００３５】
このようにしてアライメントマークを検出した後、アライメントマークと所定の位置関係にある加工予定ラインを縦横に切断することにより、個々のデバイスを形成することができる。
【００３６】
本発明のアライメント装置によってアライメントマークを検出する対象の被加工物は、特に限定はされないが、本発明は、ＭＥＭＳ等の表面に構造物が形成される半導体ウェーハや樹脂基板といった被加工物を対象とする場合に特に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１：アライメント装置
２：保持手段
３：撮像手段
４：表示手段
５：照明手段  ５０ａ〜５０ｄ：発光源
６：切替手段
７：電圧切替手段
８：照明手段  ８０ａ〜８０ｘ：発光源
１０，１１：被加工物
１００，１０１：Ｖ溝
１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ：斜面
１０２：交差部
１１０：凸部  １１１：凹部  １１２，１１３：エッジ（アライメントマーク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2012245603.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2012245603.tif 000013
【図１２】
2012245603.tif 000014
【図１３】
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