JP2008272837A

JP2008272837A - ワークの加工方法

Info

Publication number: JP2008272837A
Application number: JP2007115586A
Authority: JP
Inventors: Hajime Emura; 元江村; Hiroshi Aoyama; 博志青山; Konosuke Kitamura; 幸之助北村
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】加工精度を向上させると共に加工能率を向上させることができるワークの加工方法を提供すること。
【解決手段】ワーク２上に配置された複数のアライメントマーク６の設計値に対する変位量を予め測定しておき、加工の直前に、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれ２個のアライメントマーク６の設計値に対する変位量を測定し、この測定結果に基づいて、他のアライメントマークの設計値に対する変位量を補正し、補正したアライメントマーク６の位置に基づいて加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、予めワーク上に配置された複数のアライメントマークの位置に基づいて加工位置を補正しながら加工をするワークの加工方法に関する。

近年の電子機器の小型化・高機能化によりプリント基板の高密度化が急速に進んでいる。これに伴いプリント基板加工機は加工精度、加工速度に対する要求が急速に高まっている。高機能なプリント基板は複数の基板を積層した多層配線基板が主流となっている。多層基板の製造過程においては、加工位置を下層の配線パターンに合せる必要がある。そこで、ワーク上の予め定める位置にアライメントマークを配置しておき、加工する場合はアライメントマークを基準として加工位置の位置決めを行う。ワークは周囲温度により伸縮する。そこで、加工に先立ち、アライメントマークの実際の位置を調べる。

図３は多層配線基板の製造に用いられる加工装置の基本構成を示す図であり、加工に関する構成要素は図示が省略されている。
同図において、ワークであるプリント基板２はテーブル１上に固定されている。ワーク２の表面には複数（図では４個）のアライメントマーク６が配置されている。テーブル１の上方にはカメラ３が配置されている。そして、加工をするときには、テーブル１を移動させ、アライメントマーク６をカメラ３の直下に移動させた後、アライメントマーク６を撮像し、アライメントマーク６のテーブル１上での位置（座標）を測定する。この動作を複数のアライメントマーク６に対して行い、アライメントマーク６の実際の位置が設計上の位置に対してどれだけずれているかを調べる。また、点線で示すワーク２の座標系８がテーブル１の座標系４に対してどれだけずれているか（直交するＸ，Ｙの２軸方向および回転角度）を調べる。そして、得られた結果に基づいて加工を行う。

ワーク２の変形が例えば温度変化に依るものであれば、変形は直線的であるので、例えば、アライメントマーク６をワーク２の４隅に配置しておくことにより加工精度を向上させることができる。しかし、多層基板は、製造工程において非直線的なひずみや部分的なひずみが発生する。例えば、図４に示すように、実線で示すワーク２が点線で示すように変形した場合、ワーク２の４隅のアライメントマーク６に基づいて伸縮の補正を行うと、ワーク２の中央付近での誤差がアライメントマーク６付近に対して大きくなり、加工精度を向上させることはできない。

そこで、方形あるいは平行四辺形のワーク２に対してアライメントマーク６をワーク２の４隅と各辺の中点および対角線の交点に配置し、アライメントマーク６の設計値に対する互いに直角なＸおよびＹ方向のずれ量を測定により求め、任意の加工箇所におけるずれ量がアライメントマーク６におけるＸおよびＹ方向の各ずれ量で決まる放物線上にあるとして当該箇所のＸＹ方向の各ずれ量を推定し、推定したずれ量に基づいて当該箇所の座標を補正して加工をする技術がある（特許文献１）。
特開２００６−０７５９３２号公報

アライメントマークの数を増せば増すほど、加工精度を向上させることができる。しかし、アライメントマークの数を増せば増すほど、アライメントマークの位置の測定時間が長くなるため、加工能率を向上させることができない。また、加工能率を向上させるためにアライメントマークの位置を予め測定しておくことも考えられるが、ワークの温度による変形を予防するためには測定時の温度と加工時の温度を同じにする必要があり、実用的ではない。

本発明の目的は、加工精度を向上させると共に加工能率を向上させることができるワークの加工方法を提供するにある。

上記課題を解決するため、本発明は、予めワーク上に配置された複数のアライメントマークの位置に基づいて加工位置を補正しながら加工をするワークの加工方法において、前記各アライメントマークの設計値に対する変位量を予め測定しておき、加工の直前に、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれ２個の前記アライメントマークの設計値に対する変位量を測定し、この測定結果に基づいて、前記予め測定した他のアライメントマークの設計値に対する変位量を補正し、補正した前記各アライメントマークの位置に基づいて加工を行うことを特徴とする。

この場合、前記加工の直前に測定する前記アライメントマークを、１軸方向に関して最も離れた位置にある１組のアライメントマークとすることができる。

各アライメントマークの設計値に対する変位量は、加工装置以外の他の装置でも行うことができる。そして、加工装置ではＸ方向およびＹ方向のそれぞれ２個のアライメントマークの設計値に対する変位量を測定するだけでよいので、加工能率を向上させることができる。しかも、測定したＸ方向およびＹ方向のそれぞれ２個のアライメントマークのずれ量に基づいて、予め測定した他の各アライメントマークの設計値に対する変位量を補正するので、加工精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明を適用するのに好適なワークの平面図であり、図３と同じものは同一の符号を付して説明を省略する。
同図において、ワーク２は方形（図では長方形）であり、アライメントマーク６がＸＹ２方向に格子状（図示の場合２０個）に配置されている。アライメントマーク６の間隔は製造過程において発生する非線形のひずみの影響をほとんど受けない距離ａに定められている。なお、図中のＭ１〜Ｍ２０はアライメントマーク６の位置を、Ａ１〜Ｃ４は細分化された加工領域を、それぞれ示している。また、このワーク２における各加工位置の座標は、ワークの中心Ｏを原点とするＸＹ座標系８により定められている。

次に、本発明における加工手順を説明する。なお、加工装置は図３に示したものと同じである。
予め、ワーク２上の実際のアライメントマーク６の位置の設計値に対するＸＹ各方向の設計値に対するずれ量を測定し、測定結果を例えばフレキシブルディスク等に記録する。この場合、各アライメントマーク６の位置が精度良く測定できる装置であれば、加工装置である必要はない。そして、加工をするときには、予め各アライメントマーク６の位置が測定されたワーク２を加工装置のテーブル１上に固定すると共に、予め測定されている実際のアライメントマーク６の位置の設計値に対するＸＹ各方向のずれ量を加工装置の図示を省略する制御装置に入力する。次に、カメラ３により位置Ｍ１，Ｍ５，Ｍ１６，Ｍ２０の４個のアライメントマーク６の座標を測定する。そして、今回測定された結果を予め測定された各アライメントマークの座標に対して距離に応じて加算し、最終的なアライメントマークの座標として定め、実際の加工を行う。

次に、具体例として、設計上の座標が（ａ，ａ／２）である位置Ｍ９のアライメントマークの位置の補正について説明する。以下、各位置におけるアライメントマークの座標を位置の番号ｉ（ただし、ｉは１〜２０である）に加え、予め測定されている値にｆ、今回測定した値にｓを、また、計算により新たに定める値にｋを、それぞれ付して表すものとする（例えば、今回測定されたＭ１のｘ座標はｘ１ｓ、ｙ座標はｙ１ｓである）。なお、ワーク２の座標系８はテーブル１の座標系４と平行であるとする。
今回測定していないＭ９のｘ座標ｘ９ｋは、Ｍ１０のｘ座標ｘ１０ｋの１／２として求める。また、Ｍ１０のｘ座標ｘ１０ｋは、Ｍ５の今回のｘ座標のずれ量と予め測定されているｘ座標のずれ量との差と、Ｍ２０の今回のｘ座標のずれ量と予め測定されているｘ座標のずれ量との差とからＭ５とＭ２０のＸ軸に対する傾きを求め、その１／６（Ｍ９のｙ座標はａ／２である）をｘ１０ｆに加えてｘ１０ｋとする。また、Ｍ９のｙ座標ｙ９ｋは、Ｍ４のｙ座標ｙ４ｋの１／３として求める。また、Ｍ４のｙ座標ｙ４ｋは、Ｍ１の今回のｙ座標のずれ量と予め測定されているｙ座標ずれ量との差と、Ｍ５の今回のｙ座標ずれ量と予め測定されているｙ座標ずれ量との差とからＭ１とＭ５のX軸に対する傾きを求め、その１／４（Ｍ９のｘ座標はａである）をｙ４ｆに加えてｙ４ｋとする。

測定をしない他のアライメントマーク６のＸ，Ｙ座標も上記と同様にして求める。そして、補正したアライメントマーク６のＸ，Ｙ座標に基づいて細分化された加工領域内の加工を行う。なお、アライメントマーク６の位置が定まった加工領域内の加工は従来と同じであるので、詳細な説明は省略する。

なお、上記の実施例ではアライメントマーク６を格子状に配置したが、配線パターンとの関係でアライメントマーク６を格子状に配置できない場合がある。このような場合は、アライメントマーク６の一部をずらせて配置しても良いし、配置をしなくても良い。

また、ワーク２をテーブル１に固定した場合、図２に示すように、ワーク２座標系８とテーブル１の座標系４はＸ、Ｙ方向にずれるだけでなく回転方向にもずれるが、このずれは座標変換により容易に一致させることができる。

本発明を適用するのに好適なワークの平面図である。本発明におけるワークの配置図である。多層配線基板の製造に用いられる加工装置の基本構成を示す図である。ワークの変形を示す図である。

符号の説明

１テーブル
２ワーク
６アライメントマーク

Claims

予めワーク上に配置された複数のアライメントマークの位置に基づいて加工位置を補正しながら加工をするワークの加工方法において、
前記各アライメントマークの設計値に対する変位量を予め測定しておき、
加工の直前に、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれ２個の前記アライメントマークの設計値に対する変位量を測定し、
この測定結果に基づいて、前記予め測定した他のアライメントマークの設計値に対する変位量を補正し、
補正した前記各アライメントマークの位置に基づいて加工を行う
ことを特徴とするワークの加工方法。
前記加工の直前に測定する前記アライメントマークを、１軸方向に関して最も離れた位置にある１組のアライメントマークとする
ことを特徴とする請求項１に記載のワークの加工方法。