JP2009223440A - Workpiece machining method and device - Google Patents
Workpiece machining method and device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009223440A JP2009223440A JP2008064881A JP2008064881A JP2009223440A JP 2009223440 A JP2009223440 A JP 2009223440A JP 2008064881 A JP2008064881 A JP 2008064881A JP 2008064881 A JP2008064881 A JP 2008064881A JP 2009223440 A JP2009223440 A JP 2009223440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- chuck table
- orthogonal
- axis direction
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 71
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- -1 DAF Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えばワークの所望位置に細孔を形成する如き、ワーク加工方法およびワーク加工装置に関するものである。 The present invention relates to a workpiece machining method and a workpiece machining apparatus, such as forming a pore at a desired position of a workpiece.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の半導体ウエーハの表面の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスが形成される。そして、このような半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割し個々の半導体チップを製造している。ここで、製品の小型化、高機能化を図るため、複数の半導体チップを積創始、積層された半導体チップの電極を接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造には、半導体ウエーハの電極が形成された箇所に貫通孔(ビアホール)を形成し、この貫通孔に電極と接続するアルミニウム等の導電性材料を埋め込む構造が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by division lines on the surface of a substantially disk-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs and LSIs are formed in the partitioned regions. Such semiconductor wafers are divided along the division lines to manufacture individual semiconductor chips. Here, in order to reduce the size and increase the functionality of a product, a module structure in which a plurality of semiconductor chips are created and electrodes of stacked semiconductor chips are connected has been put into practical use. In this module structure, a structure is used in which a through hole (via hole) is formed at a position where an electrode of a semiconductor wafer is formed, and a conductive material such as aluminum connected to the electrode is embedded in the through hole (for example, Patent Document 1).
また、このような貫通孔を形成するための加工を効率よく形成することができるレーザ加工装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。このようなレーザ加工装置では、ワークを保持するチャックテーブルとワークにレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段とをX軸方向に相対的に移動させるX軸方向送り手段と、チャックテーブルとレーザ光線照射手段とをY軸方向に相対的に移動させるY軸方向送り手段とを備え、レーザ光線照射手段をワークの所望の位置に位置付けて貫通孔を形成するようにしている。 A laser processing apparatus that can efficiently form a process for forming such a through hole has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In such a laser processing apparatus, an X-axis direction feeding unit that relatively moves a chuck table that holds a workpiece and a laser beam irradiation unit that irradiates the workpiece with a laser beam in the X-axis direction, a chuck table, and laser beam irradiation. And a Y-axis direction feeding means for relatively moving the means in the Y-axis direction, and the laser beam irradiation means is positioned at a desired position of the workpiece to form a through hole.
しかしながら、このようなレーザ加工装置は、X軸方向送り手段とY軸方向送り手段との送り方向が直交するように設計・製造されるが、現実には、その直交精度が十分に調整・維持できない場合がある。 However, such a laser processing apparatus is designed and manufactured so that the feed directions of the X-axis direction feed means and the Y-axis direction feed means are orthogonal to each other, but in reality, the orthogonal accuracy is sufficiently adjusted and maintained. There are cases where it is not possible.
よって、このようなX軸方向、Y軸方向の送り手段に直交ズレがあると、ワーク上の所望の位置に位置付けて貫通孔を形成する際に、直交ズレの影響を受けて所望の位置からずれた箇所に貫通孔を形成してしまうこととなり、高精度な加工要求に応えることができないものとなってしまう。 Therefore, when there is an orthogonal shift in the feeding means in the X-axis direction and the Y-axis direction, when the through hole is formed at a desired position on the workpiece, it is affected by the orthogonal shift from the desired position. A through-hole will be formed in the shifted | deviated location, and it will become a thing which cannot respond to a highly accurate process request.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、X軸方向、Y軸方向の軸送りの直交ズレの影響を受けることなく高精度な加工が可能なワーク加工方法およびワーク加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a workpiece machining method and a workpiece machining apparatus capable of high-precision machining without being affected by the orthogonal shift of the axis feed in the X-axis direction and the Y-axis direction. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるワーク加工方法は、ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたワークを加工する加工手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段とをXY直交座標系のX方向に平行なX軸方向に相対的に移動させる第1の送り手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段とをX軸方向に略直交するY軸方向に相対的に移動させる第2の送り手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段との相対的なX軸方向位置を検出する第1の位置検出手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段との相対的なY軸方向位置を検出する第2の位置検出手段と、前記加工手段との位置関係が固定されて、前記チャックテーブルに保持されたワークを撮像する撮像手段と、を備える加工装置を用いて、前記チャックテーブルに保持されたワークのXY直交座標系における所望の加工位置に前記加工手段で加工させるワーク加工方法であって、前記チャックテーブル上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンをX軸方向に対して直交するよう位置決めして用い、前記チャックテーブルと前記加工手段とを順次相対的に所定距離だけ移動させて前記撮像手段によって順次撮像した少なくとも2つの前記Y方向基準パターンの位置情報を求め、求められたこれらY方向基準パターンの位置情報および移動距離に基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角を求める直交ズレ角算出工程と、XY直交座標系における設計座標値が設定された所望の加工位置を含むワークを前記チャックテーブルに保持させるワーク保持工程と、前記チャックテーブル上に保持されたワークの所望の加工位置の加工に際して、前記直交ズレ角算出工程で算出された前記直交ズレ角に基づいて該所望の加工位置の設計座標値に補正を施し、補正された設計座標値に基づいて前記チャックテーブルと前記加工手段とを相対的に移動させ前記加工手段を当該設計座標値の加工位置に位置付けて加工させる加工制御工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a workpiece machining method according to the present invention includes a chuck table for holding a workpiece, a machining means for machining the workpiece held on the chuck table, and the chuck table. A first feed means for relatively moving the machining means in the X-axis direction parallel to the X direction of the XY orthogonal coordinate system, and a Y-axis direction substantially orthogonal to the X-axis direction between the chuck table and the machining means Relative to the chuck table and the machining means, a second feed means that moves relative to the first table, a first position detection means that detects a relative position in the X-axis direction between the chuck table and the machining means, and A second position detecting means for detecting a typical position in the Y-axis direction, and an imaging means for picking up an image of the work held on the chuck table with a fixed positional relationship with the processing means; A workpiece machining method for machining a workpiece held by the chuck table to a desired machining position in an XY rectangular coordinate system by the machining means using a machining device provided, wherein the workpiece is Y in the XY rectangular coordinate system on the chuck table. A plurality of Y-direction reference patterns spaced apart by a predetermined distance in the direction are positioned and used so as to be orthogonal to the X-axis direction, and the chuck table and the processing means are sequentially moved by a predetermined distance to Orthogonal that obtains position information of at least two of the Y-direction reference patterns sequentially imaged by the imaging means, and obtains an orthogonal displacement angle in the Y-axis direction with respect to the X-axis direction based on the obtained positional information and movement distance of the Y-direction reference patterns. A workpiece including a deviation angle calculating step and a desired machining position in which a design coordinate value in an XY orthogonal coordinate system is set; A workpiece holding step to be held on the chuck table, and machining of a desired machining position of the workpiece held on the chuck table, the desired machining position is determined based on the orthogonal deviation angle calculated in the orthogonal deviation angle calculating step. A machining control step of correcting the design coordinate value and moving the chuck table and the machining means relative to each other based on the corrected design coordinate value to position the machining means at the machining position of the design coordinate value. It is characterized by including these.
また、本発明にかかるワーク加工方法は、上記発明において、前記加工制御工程は、前記直交ズレ角に基づき所望の加工位置の設計座標値のX座標値に補正を施し、前記第1の送り手段による送り量を前記第1の位置検出手段に従い制御するとともに、所望の加工位置の設計座標値のY座標値に基づいて前記第2の送り手段による送り量を1次元でリニアに制御することを特徴とする。 Further, in the work machining method according to the present invention, in the above invention, the machining control step corrects an X coordinate value of a design coordinate value of a desired machining position based on the orthogonal deviation angle, and the first feeding unit. Is controlled in accordance with the first position detecting means, and the feed amount by the second feeding means is linearly controlled in one dimension based on the Y coordinate value of the design coordinate value of the desired machining position. Features.
また、本発明にかかるワーク加工方法は、上記発明において、前記加工制御工程は、前記直交ズレ角に基づき所望の加工位置の設計座標値のX座標値およびY座標値に補正を施し、前記第1の送り手段および前記第2の送り手段による送り量を前記第1の位置検出手段および前記第2の位置検出手段に従い制御することを特徴とする。 Further, in the work machining method according to the present invention, in the above invention, the machining control step corrects an X coordinate value and a Y coordinate value of a design coordinate value of a desired machining position based on the orthogonal deviation angle, The feed amount by one feeding means and the second feeding means is controlled according to the first position detecting means and the second position detecting means.
また、本発明にかかるワーク加工装置は、ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたワークを加工する加工手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段とをXY直交座標系のX方向に平行なX軸方向に相対的に移動させる第1の送り手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段とをX軸方向に略直交するY軸方向に相対的に移動させる第2の送り手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段との相対的なX軸方向位置を検出する第1の位置検出手段と、前記チャックテーブルと前記加工手段との相対的なY軸方向位置を検出する第2の位置検出手段と、前記加工手段との位置関係が固定されて、前記チャックテーブルに保持されたワークを撮像する撮像手段と、を備え、前記チャックテーブルに保持されたワークのXY直交座標系における所望の加工位置に前記加工手段で加工するワーク加工装置であって、前記チャックテーブル上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンをX軸方向に対して直交するよう位置決めして用い、前記チャックテーブルと前記加工手段とを順次相対的に所定距離だけ移動させて前記撮像手段によって順次撮像した少なくとも2つの前記Y方向基準パターンの位置情報を求め、求められたこれらY方向基準パターンの位置情報および移動距離に基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角を求める直交ズレ角算出手段と、XY直交座標系における設計座標値が設定された所望の加工位置を含み、前記チャックテーブル上に保持されたワークの所望の加工位置の加工に際して、前記直交ズレ角算出手段で算出された前記直交ズレ角に基づいて該所望の加工位置の設計座標値に補正を施し、補正された設計座標値に基づいて前記チャックテーブルと前記加工手段とを相対的に移動させ前記加工手段を当該設計座標値の加工位置に位置付けて加工させる加工制御手段と、を備えることを特徴とする。 The workpiece machining apparatus according to the present invention includes a chuck table for holding a workpiece, a machining unit for machining the workpiece held on the chuck table, and the chuck table and the machining unit in the X direction of an XY orthogonal coordinate system. A first feeding means for relatively moving in the X-axis direction parallel to the second feeding means, and a second feeding means for relatively moving the chuck table and the processing means in the Y-axis direction substantially orthogonal to the X-axis direction; First position detecting means for detecting a relative position in the X-axis direction between the chuck table and the processing means, and a second position for detecting a relative position in the Y-axis direction between the chuck table and the processing means. An image pickup means for picking up an image of a work held on the chuck table with a positional relationship between the position detection means and the processing means fixed, and held on the chuck table. A workpiece machining apparatus for machining a workpiece at a desired machining position in an XY orthogonal coordinate system by a plurality of Y-direction references spaced apart from each other by a predetermined distance in the Y direction of the XY orthogonal coordinate system on the chuck table. At least two Y-direction reference patterns that are sequentially imaged by the imaging unit by sequentially moving the chuck table and the processing unit by a predetermined distance while positioning the pattern so as to be orthogonal to the X-axis direction. And an orthogonal deviation angle calculating means for obtaining an orthogonal deviation angle in the Y-axis direction with respect to the X-axis direction based on the obtained positional information and movement distance of the Y-direction reference pattern, and design coordinate values in the XY orthogonal coordinate system In the machining of the desired machining position of the workpiece held on the chuck table. The design coordinate value of the desired machining position is corrected based on the orthogonal deviation angle calculated by the orthogonal deviation angle calculating means, and the chuck table and the machining means are corrected based on the corrected design coordinate value. And a machining control means for moving the machining means relative to the machining position of the design coordinate value.
本発明にかかるワーク加工方法およびワーク加工装置によれば、チャックテーブル上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンを用い、少なくとも2つのY方向基準パターンを撮像手段に位置付けて撮像してその位置情報を求め、求められたこれら位置情報および移動距離に基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角を求め、対象となるワークの加工に際しては直交ズレ角に基づいて所望の加工位置の設計座標値を補正して加工手段を位置付けるようにしたので、X軸方向、Y軸方向の軸送りの直交ズレの影響を受けることなく所望の加工位置に対して高精度に加工を行わせることができるという効果を奏する。 According to the workpiece machining method and the workpiece machining apparatus according to the present invention, at least two Y-direction reference patterns are used by using a plurality of Y-direction reference patterns spaced apart by a predetermined distance in the Y direction of the XY orthogonal coordinate system on the chuck table. Is positioned on the imaging means to obtain the position information thereof, and based on the obtained position information and movement distance, an orthogonal deviation angle in the Y-axis direction with respect to the X-axis direction is obtained. Since the design coordinate value of the desired machining position is corrected based on the angle and the machining means is positioned, the desired machining position is not affected by the orthogonal shift of the axial feed in the X-axis direction and the Y-axis direction. Thus, there is an effect that machining can be performed with high accuracy.
以下、本発明を実施するための最良の形態であるワーク加工方法およびワーク加工装置について図面を参照して説明する。本実施の形態は、ワーク加工装置として、ワークの所望の加工位置にレーザ光線の照射によりビアホール(貫通孔)を形成するレーザ加工装置への適用例で説明するが、本発明は、このようなレーザ加工装置に限定されるものではない。 Hereinafter, a workpiece processing method and a workpiece processing apparatus which are the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment will be described as an example of application to a laser processing apparatus that forms a via hole (through hole) by irradiating a laser beam at a desired processing position of the work as the work processing apparatus. It is not limited to a laser processing apparatus.
図1は、本実施の形態のレーザ加工装置の制御系の一部を含め主要部を示す外観斜視図である。本実施の形態のレーザ加工装置1は、チャックテーブル2と、加工手段であるレーザ光線照射ユニット3と、第1の送り手段4と、第2の送り手段5と、第1の位置検出手段6と、第2の位置検出手段7と、撮像手段8と、制御手段10とを備えている。
FIG. 1 is an external perspective view showing a main part including a part of a control system of the laser processing apparatus of the present embodiment. The laser processing apparatus 1 according to the present embodiment includes a chuck table 2, a laser
チャックテーブル2は、多孔性材料から形成された吸着チャック21を備え、この吸着チャック21上に加工対象となるワークを図示しない吸引手段によって保持するとともに、円筒部材22内に配設された図示しないパルスモータによって回転可能とされている。また、チャックテーブル2には、後述する環状フレームを固定するためのクランプ23が配設されている。
The chuck table 2 includes a
また、レーザ光線照射ユニット3は、先端に装着された集光器31がチャックテーブル2に対して上空から対向するように固定基台11上に固定的に配置されたもので、集光器31からパルスレーザ光線を照射する。また、撮像手段8は、集光器31との位置関係が固定された状態でレーザ光線照射ユニット3の一部に配設されてチャックテーブル2に対向し、チャックテーブル2に保持されたワークを撮像するためのものである。この撮像手段8は、ワークを照明する照明手段と、この照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を制御手段10に送る。
The laser
また、本実施の形態のレーザ加工装置1におけるXY直交座標系のX方向、Y方向を図1中の矢印で示す方向にとった場合、第1の送り手段4は、チャックテーブル2をレーザ光線照射ユニット3に対してX方向に平行なX軸方向に移動させるためのものであり、第2の送り手段5は、チャックテーブル2をレーザ光線照射ユニット3に対してX軸方向に略直交するY軸方向に移動させるためのものである。ここで、第2の送り手段5は、チャックテーブル2とともに第1の送り手段4を搭載した滑動ブロック51と、この滑動ブロック51をY軸方向に移動させるための一対の案内レール52と、一対の案内レール52間に平行に配設されたボールねじ53と、このボールねじ53を回転駆動するためのパルスモータ54等の駆動源とにより構成されている。ボールねじ53は、その一端が静止基台11に固定された軸受ブロック55により回転自在に支持され、他端がパルスモータ54の出力軸に連結されている。なお、ボールねじ53は、滑動ブロック51の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ねじブロックに形成された貫通雌ねじ孔に螺合され、パルスモータ54によってボールねじ53を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル2が搭載された滑動ブロック51は案内レール52に沿ってY軸方向に移動する。
Further, when the X direction and Y direction of the XY orthogonal coordinate system in the laser processing apparatus 1 of the present embodiment are taken in the directions indicated by the arrows in FIG. 1, the first feeding means 4 moves the chuck table 2 to the laser beam. This is for moving the
一方、第1の送り手段4は、チャックテーブル2を搭載した滑動ブロック41と、この滑動ブロック41をX軸方向に移動させるために滑動ブロック51上に設けられた一対の案内レール42と、一対の案内レール42間に平行に配設されたボールねじ43と、このボールねじ43を回転駆動するためのパルスモータ44等の駆動源とにより構成されている。ボールねじ43は、その一端が滑動ブロック51に固定された軸受ブロック45により回転自在に支持され、他端がパルスモータ44の出力軸に連結されている。なお、ボールねじ43は、滑動ブロック41の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ねじブロックに形成された貫通雌ねじ孔に螺合され、パルスモータ44によってボールねじ43を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル2が搭載された滑動ブロック41は案内レール42に沿ってX軸方向に移動する。
On the other hand, the first feeding means 4 includes a
また、第1の位置検出手段6は、第1の送り手段4に付設されて、チャックテーブル2とレーザ光線照射ユニット3との相対的なX軸方向位置を検出するためのものである。この第1の位置検出手段6は、滑動ブロック51上で案内レール42に沿って配設されたX軸リニアスケール61と、滑動ブロック41に配設されて滑動ブロック41とともにX軸リニアスケール61に沿って移動しこのX軸リニアスケール61を読み取る図示しないX軸読取ヘッドとからなる。X軸読取ヘッドにより読み取られた結果であるX軸座標値は、制御手段10に対して出力される。X軸読取ヘッドは、例えば1μm毎に1パルスのパルス信号を出力するように設定されている。そして、制御手段10は、入力されたパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なX軸方向位置を検出する。
The first position detecting means 6 is attached to the first feeding means 4 and detects a relative X-axis direction position between the chuck table 2 and the laser
なお、本実施の形態のように第1の送り手段4の駆動源としてパルスモータ44を用いている場合には、パルスモータ44に駆動信号を出力する制御手段10の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なX軸方向位置を検出するようにしてもよい。また、第1の送り手段4の駆動源としてサーボモータを用いた場合であれば、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を制御手段10に送り、制御手段10が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なX軸方向位置を検出するようにしてもよい。
When the
同様に、第2の位置検出手段7は、第2の送り手段5に付設されて、チャックテーブル2とレーザ光線照射ユニット3との相対的なY軸方向位置を検出するためのものである。この第2の位置検出手段7は、静止基台11上で案内レール52に沿って配設されたY軸リニアスケール71と、滑動ブロック51に配設されて滑動ブロック51とともにY軸リニアスケール71に沿って移動しこのY軸リニアスケール71を読み取る図示しないY軸読取ヘッドとからなる。Y軸読取ヘッドにより読み取られた結果であるY軸座標値は、制御手段10に対して出力される。Y軸読取ヘッドは、例えば1μm毎に1パルスのパルス信号を出力するように設定されている。そして、制御手段10は、入力されたパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なY軸方向位置を検出する。
Similarly, the second position detection means 7 is attached to the second feeding means 5 and detects the relative position in the Y-axis direction between the chuck table 2 and the laser
なお、本実施の形態のように第2の送り手段5の駆動源としてパルスモータ54を用いている場合には、パルスモータ54に駆動信号を出力する制御手段10の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なY軸方向位置を検出するようにしてもよい。また、第2の送り手段5の駆動源としてサーボモータを用いた場合であれば、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を制御手段10に送り、制御手段10が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル2に対するレーザ光線照射ユニット3の相対的なY軸方向位置を検出するようにしてもよい。
When the
また、制御手段10は、コンピュータによって構成されたもので、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)101と、加工処理用の制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)102と、後述するワークの設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)103と、カウンタ104と、入力インタフェース105および出力インタフェース106とを備えている。入力インタフェース105には、第1の位置検出手段6、第2の位置検出手段7、撮像手段8等からの検出信号が入力される。出力インタフェース106は、パルスモータ44、54、レーザ光線照射ユニット3等に制御信号を出力する。なお、RAM103は、後述する撮像されたY方向基準パターンの座標値を位置情報として格納する記憶領域であるメモリ103aおよびその他の記憶領域を備えている。また、本実施の形態のCPU101は、加工処理用の制御プログラムに従い実行される直交ズレ角算出手段、加工制御手段の機能を備えている。
The control means 10 is constituted by a computer, and includes a central processing unit (CPU) 101 that performs arithmetic processing in accordance with a control program, a read-only memory (ROM) 102 that stores a control program for processing, and the like. A random access memory (RAM) 103 that stores design value data and calculation results of the workpiece to be read, a
図2は、本実施の形態のレーザ加工装置1に用いられるワーク200の構成例を示す平面図であり、図3は、その一部を拡大して示す平面図である。ワーク200は、主にシリコンウエーハ、サファイアウエーハ、チップパッケージ、基板、DAF、ガラス等であって、数μmオーダの加工精度が要求されるものである。本実施の形態のワーク200は、例えば半導体ウエーハであり、その表面200aに格子状に配列された複数の分割予定ライン201によって複数の領域が区画され、区画された領域にIC,LSI等のデバイス202が各々形成されている。各デバイス202は、全て同一構成のものである。また、デバイス202の表面には各々図3に示すように複数の電極203(203a〜203j)が形成されている。なお、本実施の形態では、電極203a,203f、電極203b,203g、電極203c,203h、電極203d,203i、電極203e,203jは、XY直交座標系におけるY方向の位置(Y座標値)が同一となるように設定され、これら電極203(203a〜203j)部分に各々ビアホール(貫通孔)が形成されるものである。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the
各デバイス202における電極203(203a〜203j)のY方向(図3における左右方向)の間隔A、および各デバイス202に形成された電極203における分割予定ライン201を挟んでY方向に隣接する電極、すなわち電極203e,203aの間隔Bは、各々同一間隔となるように設定されている。また、各デバイス202における電極203のX方向(図3における上下方向)の間隔C、および各デバイス形成された電極203における分割予定ライン201を挟んでX方向に隣接する電極、すなわち電極203f,203aの間隔Dは、各々同一間隔となるように設定されている。このように構成された半導体ウエーハからなるワーク200について、図2中に示す各行E1,E2,…,Enおよび各列F1,F2,…,Fnに配設されたデバイス202の個数と上記各間隔A,B,C,Dは、その設計値のデータがRAM103中の所定の記憶領域に格納されている。したがって、各電極203はワーク200上で所望の加工位置となるもので、後述のようにチャックテーブル2上に保持させてアライメントさせた状態では、電極203毎にXY直交座標系における設計座標値が予め設定されているものとなる。
The distance A in the Y direction (left and right direction in FIG. 3) of the electrodes 203 (203a to 203j) in each
このようなレーザ加工装置1において、まず、ワーク200に形成された各デバイス202の電極203(203a〜203j)部にレーザ加工によるビアホール形成の基本動作について説明する。
In such a laser processing apparatus 1, first, a basic operation of forming a via hole by laser processing on the electrode 203 (203 a to 203 j) portion of each
まず、上述のように構成されたワーク200は、図4に示すように、環状のフレーム210に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ220に表面200aを上側にして貼着する。環状フレーム210に保護テープ220を介して支持されたワーク200は、チャックテーブル2上に保護テープ220を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりワーク200は、保護テープ220を介してチャックテーブル2上に吸引保持される。また、フレーム210は、クランプ23によって固定される。
First, as shown in FIG. 4, the
上述したようにワーク200を吸引保持したチャックテーブル2は、第1、第2の送り手段4,5によって撮像手段8の直下に位置付けられる。この状態で、チャックテーブル2に保持されたワーク200に形成されている格子状の分割予定ライン201がX方向とY方向とに対して各々平行に配設されているか否かのアライメント作業を実施する。すなわち、撮像手段8によってチャックテーブル2上のワーク200を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行して分割予定ライン201がXY直交座標系に合うようにアライメント作業を行う。
As described above, the chuck table 2 that sucks and holds the
次に、チャックテーブル2を移動させ、ワーク200に形成されたデバイス202中の最上位の行E1の図5において最左端のデバイス202を撮像手段8の直下に位置付け、さらにこのデバイス202に形成された電極203(203a〜203j)における図5において左上の電極203aを撮像手段8の直下に位置付ける。この状態で撮像手段8がこの電極203aを検出したら、そのX,Y座標値(a1)を制御手段10に送る。制御手段10は、このX,Y座標値(a1)を第1の送り開始位置座標値としてRAM103中の所定の記憶領域に格納する。このとき、撮像手段8とレーザ光線照射ユニット3の集光器31は、Y軸方向に所定の間隔をおいて配設されているので、Y座標値は撮像手段8と集光器31との間隔を加えた値が格納される(撮像に基づく座標値は、以下同様に処理される)。
Next, the chuck table 2 is moved, and the
このようにして図5において最上位の行E1のデバイス202における第1の送り開始位置座標値(a1)を検出したら、チャックテーブル2を分割予定ライン201の間隔でX軸方向に送るとともに、Y軸方向に移動させて、図5において最上位から2番目の行E2における最左端のデバイス202を撮像手段8の直下に位置付け、さらにこのデバイス202に形成された電極203(203a〜203j)における図5において左上の電極203aを撮像手段8の直下に位置付ける。この状態で撮像手段8が電極203aを検出したら、そのX,Y座標値(a2)を制御手段10に送る。制御手段10は、このX,Y座標値(a2)を第2の送り開始位置座標値としてRAM103中の所定の記憶領域に格納する。
In this way, when the first feed start position coordinate value (a1) in the
以後、上述したX軸方向の送りとY軸方向の送り開始位置検出処理を図5において最下位の行Enまで繰り返し実行し、各行に形成されたデバイス202のY軸送りの開始位置座標値(a3〜an)を検出し、RAM103中の所定の記憶領域に格納する。
Thereafter, the above-described feed in the X-axis direction and feed start position detection process in the Y-axis direction are repeatedly executed up to the lowest row En in FIG. 5, and the Y-axis feed start position coordinate value of the
次に、ワーク200の各デバイス202に形成された各電極203(203a〜203j)部分にビアホールを穿孔する穿孔工程を実施する。穿孔工程は、まず、RAM103中に格納されている第1の送り開始位置座標値(a1)に基づいて第1、第2の送り手段4,5を作動しチャックテーブル2を移動させて、第1、第2の位置検出手段6,7に従い第1の送り開始位置座標値(a1)の位置を集光器31の直下に位置付ける。この状態で、集光器31から所望の加工を施すのに必要な所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御するとともに、チャックテーブル2をY軸方向に所定の移動速度で送るように第2の送り手段5を制御する。したがって、第1の送り開始位置座標値(a1)の電極203a部分に所定パルス分のパルスレーザ光線が照射される。
Next, a drilling step of drilling a via hole in each electrode 203 (203a to 203j) formed on each
一方、制御手段10は、第2の位置検出手段7のY軸読取ヘッドからの検出信号を入力しており、この検出信号をカウンタ104によってカウントしている。そして、カウント値が電極203の図3においてY方向の間隔Aに相当する値に達したら、レーザ光線照射ユニット3を作動し、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するように制御する。この後も、制御手段10は、カウンタ104によるカウント値がY方向の間隔Aおよび間隔Bに達する度に、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御する。
On the other hand, the control means 10 receives a detection signal from the Y-axis reading head of the second position detection means 7 and counts this detection signal by the
そして、ワーク200のE1行の最右端のデバイス202に形成された最右端の電極203jが集光器31に達したら、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御した後、第2の送り手段5の作動を停止してチャックテーブル2の移動を停止する。この結果、ワーク200には、各電極203(図示せず)部分にビアホール用のレーザ加工孔が形成される。
Then, when the rightmost electrode 203j formed on the
次に、制御手段10は、集光器31に対してチャックテーブル2をX軸方向に送るように第1の送り手段4を制御する。また、制御手段10は、第1の位置検出手段6のX軸読取ヘッドからの検出信号を入力しており、この検出信号をカウンタ104によってカウントしている。そして、カウント値が電極203のX方向の間隔Cに相当する値に達したら、第1の送り手段4の作動を停止する。この結果、集光器31は電極203eと同列の電極203jの直上に位置付けられる。
Next, the control means 10 controls the first feeding means 4 so as to send the chuck table 2 to the
この状態で、制御手段10は、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御するとともに、チャックテーブル2をY軸方向に所定の移動速度で送るように第2の送り手段5を制御する。そして、制御手段10は、第2の位置検出手段7のY軸読取ヘッドからの検出信号をカウンタ104によりカウントし、そのカウント値がY方向の間隔Aおよび間隔Bに達する度に、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御する。
In this state, the control means 10 controls the laser
そして、ワーク200のE1行の最右端に形成された電極203fが集光器31に達したら、集光器31から所定パルス分のパルスレーザ光線を照射するようにレーザ光線照射ユニット3を制御した後、第2の送り手段5の作動を停止してチャックテーブル2の移動を停止する。この結果、ワーク200には、各電極203部分にレーザ加工孔が形成される。
Then, when the
以上のようにして、ワーク200のE1行のデバイス202に形成された電極203部分にレーザ加工孔が形成されたら、制御手段10は、RAM103中に格納されている第2の送り開始位置座標値(a2)に基づいて第1、第2の送り手段4,5を作動し、ワーク200のE2行のデバイス202に形成された電極203用の第2の送り開始位置座標値(a2)の位置を集光器31の直下に位置付ける。そして、レーザ光線照射ユニット3、第1、第2の送り手段4,5を制御し、ワーク200のE2行のデバイスに形成された電極203部分に上述した穿孔工程を実施する。以後、ワーク200のE3〜En行のデバイス202に形成された電極203部分に対しても上述した穿孔工程を実施する。この結果、ワーク200の各デバイス202に形成された全ての電極203部分にレーザ加工孔が形成される。
As described above, when the laser processing hole is formed in the
ここで、上述した基本動作は、第1の送り手段4による送り方向であるX軸方向と第2の送り手段5による送り方向であるY軸方向とがXY直交座標系と同じく直交するとの前提によるものである。しかしながら、現実には、X軸方向とY軸方向との直交精度が十分に調整・維持できない場合(X軸方向とY軸方向とは本来直交するように設計されるが、直交状態からずれる場合があるので、本発明では、Y軸方向をX軸方向に略直交する方向と規定する)があり、直交ズレに起因して送り方向にズレによる誤差を生じてしまうことがある。本実施の形態では、このような事情を考慮し、基本動作に適正な補正処理を加えることで、所望の加工位置である各電極203部分に精度よく貫通孔を形成できるようにするものである。
Here, the basic operation described above is based on the premise that the X-axis direction that is the feeding direction by the first feeding means 4 and the Y-axis direction that is the feeding direction by the second feeding means 5 are orthogonal to each other as in the XY orthogonal coordinate system. Is due to. However, in reality, when the accuracy of orthogonality between the X-axis direction and the Y-axis direction cannot be sufficiently adjusted and maintained (the X-axis direction and the Y-axis direction are originally designed to be orthogonal to each other, but deviate from the orthogonal state) Therefore, in the present invention, the Y-axis direction is defined as a direction substantially perpendicular to the X-axis direction), and an error due to deviation in the feed direction may occur due to the orthogonal deviation. In the present embodiment, in consideration of such circumstances, an appropriate correction process is added to the basic operation so that a through hole can be accurately formed in each
図6は、本実施の形態におけるワーク加工方法の制御例を示す概略フローチャートである。まず、CPU101により実行される直交ズレ角算出手段の機能によって、直交ズレ角算出工程を実行する。この工程は、概略的には、チャックテーブル2上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンPY1〜PYmをX方向に対して位置決めして用い、チャックテーブル2とレーザ光線照射ユニット3とを順次相対的に所定距離αだけ移動させて撮像手段8によって順次撮像した少なくとも2つのY方向基準パターン、例えば第1のY方向基準パターンPY6,第2のY方向基準パターンPY8の撮像視野範囲中の座標値を位置情報として求め、求められたこれら位置情報および移動距離αに基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角θを求めるものである。
FIG. 6 is a schematic flowchart showing a control example of the workpiece machining method in the present embodiment. First, the orthogonal deviation angle calculation step is executed by the function of the orthogonal deviation angle calculation means executed by the
本実施の形態では、図7に示すようにY方向基準パターンPY1〜PYmを含むワーク類似のゲージワーク300を予め用意しておき、このゲージワーク300をチャックテーブル2上に吸引保持させる。このようにゲージワーク300がチャックテーブル2上にセットされることにより(ステップS1;Yes)、直交ズレ角算出工程が開始される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a workpiece-
ここで、Y方向基準パターンPY1〜PYmは、ゲージワーク300がXY直交座標系に対してアライメント処理された状態で、XY直交座標系のY方向に一列(したがって、XY直交座標系においては同一X座標位置となる)で等間隔(例えば、α/2)となるように離間配置されたものであり、例えば、撮像手段8の撮像範囲内に十分収まる同じ大きさで矩形状に形成されている。なお、本実施の形態では、m=9とし、9個のY方向基準パターンを設けているが、最低限2個あればよい。また、ゲージワーク300上には、X方向に一列で等間隔となるように離間配置されたX方向基準パターンPX1〜PXmも設けられている。チャックテーブル2上に保持されたゲージワーク300は、例えば図7に示すように、第1の送り手段4による送り方向であるX軸方向にXY直交座標系のX方向が平行となるように撮像手段8によるX方向基準パターンPX1〜PXmの撮像画像を用いた画像処理によってアライメント処理される。このようなアライメント処理によって、Y方向基準パターンPY1〜PYmはX方向およびX軸方向に対して直交するように位置決めされる。
Here, the Y-direction reference patterns PY1 to PYm are arranged in a line in the Y direction of the XY orthogonal coordinate system in a state where the
ゲージワーク300のセット、アライメントが終了したら、例えばゲージワーク300上のY方向基準パターンPY6をターゲットとして第1、第2の送り手段4,5によってチャックテーブル2を移動させてY方向基準パターンPY6を撮像手段8の第1の視野範囲E1内に位置付け、撮像手段8でY方向基準パターンPY6を含めて撮像する。そして、図9に示すように、例えばY方向基準パターンPY6の一角の点Aの座標値(X1,Y1)を検出する(ステップS2)。検出した点Aの座標値(X1,Y1)のデータはメモリ103aに格納される。
When the
次いで、図10に示すように、例えばゲージワーク300上のY方向基準パターンPY6から所定距離α離れたY方向基準パターンPY8をターゲットとし、第2の送り手段5によってチャックテーブル2を移動させて第2の位置検出手段7による移動位置の検出結果に従って所定距離α分だけY軸方向に移動した位置で停止させ、Y方向基準パターンPY8を撮像手段8の第2の視野範囲E2内に位置付け、撮像手段8でY方向基準パターンPY8を含めて撮像する。そして、図11に示すように、例えばY方向基準パターンPY8の対応する一角の点Bの座標値(X2,Y2)を検出する(ステップS3)。検出した点Bの座標値(X2,Y2)のデータはメモリ103aに格納される。
Next, as shown in FIG. 10, for example, the Y-direction reference pattern PY8 that is a predetermined distance α away from the Y-direction reference pattern PY6 on the
この際、X軸方向とY軸方向とに直交ズレがなければ、撮像手段8の視野範囲内における点A,Bは同じ座標値、すなわち、X2=X1、Y2=Y1となるはずである。ところが、図7等に示すように、X軸方向に対してY軸方向に直交ズレがあると、X2≠X1、Y2≠Y1となってしまう。よって、この関係を示す図12を参照すれば、点Aから点Bをターゲットとして撮像手段8の視野範囲をY軸方向に所定距離α移動させても、Y軸方向=Y方向ではないため、Y軸の直交ズレ角θに起因して点Bは所望の点B´(X1,Y1)からずれた(X2,Y2)なる座標位置に位置することとなる。ここで、図12に示す三角形の関係によれば、X1−X2=βとすると、X軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角(Y方向に対するY軸方向の傾き角)θは、XY座標値中のX1,X2、移動距離αなる位置情報を用いることで、
θ=sin(β/α)
として算出される(ステップS4)。ここで、直交ズレ角θは、β>0(X1>X2)であれば右上がり方向(θ>0)、β<0(X1<X2)であれば右下がり方向(θ<0)と判断される。
At this time, if there is no orthogonal shift between the X-axis direction and the Y-axis direction, the points A and B within the field of view of the imaging means 8 should have the same coordinate values, that is, X2 = X1, Y2 = Y1. However, as shown in FIG. 7 and the like, if there is an orthogonal shift in the Y-axis direction with respect to the X-axis direction, X2 ≠ X1 and Y2 ≠ Y1. Therefore, referring to FIG. 12 showing this relationship, even if the visual field range of the imaging means 8 is moved by a predetermined distance α in the Y-axis direction from the point A to the point B, the Y-axis direction is not Y direction. Due to the orthogonal deviation angle θ of the Y axis, the point B is located at a coordinate position (X2, Y2) that is shifted from the desired point B ′ (X1, Y1). Here, according to the relationship between the triangles shown in FIG. 12, when X1−X2 = β, the orthogonal deviation angle (tilt angle in the Y axis direction with respect to the Y direction) θ with respect to the X axis direction is the XY coordinate value. By using the position information of X1, X2 and movement distance α in the middle,
θ = sin (β / α)
(Step S4). Here, the orthogonal deviation angle θ is determined to be a right upward direction (θ> 0) if β> 0 (X1> X2), and a right downward direction (θ <0) if β <0 (X1 <X2). Is done.
なお、このような直交ズレ角算出工程においては、直交ズレ角θを算出する上で、上記のような三角関数の演算式に限られるものではなく、点A,B,B´の位置情報や移動距離情報を適宜用いた三角関数や一次関数に基づき直交ズレ角θを算出するようにしてもよい。 In the orthogonal deviation angle calculation step, the calculation of the orthogonal deviation angle θ is not limited to the above-described trigonometric formula, but the position information of the points A, B, B ′, The orthogonal deviation angle θ may be calculated based on a trigonometric function or a linear function appropriately using the movement distance information.
また、Y方向基準パターン欠け等により撮像手段8によって所望のY方向基準パターンを認識できなかった場合には、他のY方向基準パターンをターゲットとするようにしてもよい。
In addition, when a desired Y-direction reference pattern cannot be recognized by the
直交ズレ角算出工程(ステップS1〜S4)が終了したら、ゲージワーク300を取り除いた後、図示しないワーク搬送手段によって加工処理の対象となるワーク200をチャックテーブル2上に搬送し、吸引手段を作動させて保持させる(ステップS5:ワーク保持工程)。チャックテーブル2上に保持されたワーク200は、アライメント処理により、図5に示すようなXY直交座標系に従う配置となるようにする(第1の送り手段4による送り方向であるX軸方向がX方向に平行になるようにする)。
When the orthogonal deviation angle calculation step (steps S1 to S4) is completed, the
このようなワーク200の保持セット状態で、ワーク200の所望の加工位置にレーザ光線照射ユニット3によってレーザ光線を照射することにより貫通孔(ビアホール)を形成する穿孔工程を実行させる。この処理は、補正制御処理を伴うため、CPU101により実行される加工制御手段の機能によって、加工制御工程として実行する。まず、ワーク200上の対象となる加工位置を設定し(ステップS6)、対象となる加工位置の設計座標値を、前述のように算出された直交ズレ角θに基づいて補正する(ステップS7)。そして、補正された設計座標値に基づいて第1、第2の送り手段4,5によってチャックテーブル2を相対的に移動させ、第1、第2の位置検出手段6,7による位置検出結果に従い位置付けを行うことで、所望の加工位置をレーザ光線照射ユニット3の集光器31の直下に位置付ける(ステップS8)。この位置で、チャックテーブル2の移動を停止させ、集光器31からレーザ光線を照射させることで、加工位置(電極部分)に貫通孔(ビアホール)を形成する加工処理を実行させる(ステップS9,S10)。このような処理制御を、残りの他の加工位置についても同様に繰り返す(ステップS11)。
In such a holding and setting state of the
ここで、図13を参照して設計座標値の補正について説明する。例えば、所望の設計座標値(X,Y)の加工位置Pに加工を行う場合、この設計座標値(X,Y)を目標として第1、第2の送り手段4,5によりチャックテーブル2を移動させ、その移動位置を第1、第2の位置検出手段6,7で管理する場合、X軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角θに起因して、この設計座標値(X,Y)からずれた位置が集光器31に対して位置付けられてしまうことになる。そこで、実際の加工に際しての位置付け目標位置は、直交ズレ角θによるずれ量を考慮し、例えばθ>0の場合であれば、(X−Y/tanθ,Y/cosθ)となるように補正し、第1の送り手段4によってチャックテーブル2を相対的にX−Y/tanθだけ送り、第2の送り手段5によってチャックテーブル2を相対的にY/cosθ分だけ送るように第1、第2の位置検出手段6,7の検出結果に従い制御することで、丁度、設計座標値(X,Y)の加工位置Pが集光器31の直下となるように制御することができる。なお、θ<0の場合であれば、(X+Y/tanθ,Y/cosθ)となるように補正すればよい。
Here, correction of the design coordinate value will be described with reference to FIG. For example, when processing is performed at a processing position P having a desired design coordinate value (X, Y), the chuck table 2 is moved by the first and second feeding means 4 and 5 with the design coordinate value (X, Y) as a target. When the movement position is managed by the first and second
これにより、X軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角の影響を受けることなく所望の加工位置Pに対して高精度に加工を行わせることができる。従来のように補正をしない場合には、3〜10μm/200mm程度の誤差があったが、本実施の形態のように5mm間隔で設定されたY方向基準パターンを用いて直交ズレ角を算出し上記のように補正を行った場合には、1μm/200mm以下の誤差に収めることができたものである。 Thereby, it is possible to perform the machining with respect to the desired machining position P with high accuracy without being affected by the orthogonal deviation angle in the Y axis direction with respect to the X axis direction. When correction is not performed as in the prior art, there was an error of about 3 to 10 μm / 200 mm. However, the orthogonal deviation angle was calculated using the Y-direction reference pattern set at intervals of 5 mm as in the present embodiment. When correction was performed as described above, an error of 1 μm / 200 mm or less could be accommodated.
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、直交ズレ角θを算出するために、Y方向基準パターンPY1〜PYmを有する専用のゲージワーク300を用いるようにしたが、複数のY方向基準パターンのXY直交座標系における設計座標値が確定されたものであればよく、例えば、このようなY方向基準パターンを有する通常のワークであってもよい。さらには、ワークの加工痕をY方向基準パターンとして利用することで、直交ズレ角を算出するようにしてもよい。或いは、ワークを用いることなく、チャックテーブル2の表面に直接Y方向基準パターンが設けられていてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、ゲージワーク300に関して、図7等に示すようにX方向がX軸方向と平行になるようにアライメント処理したが、X方向とX軸方向との傾き角が既知であって、Y方向基準パターンがX軸方向に対して直交するように位置決めされる状態であれば、X方向がX軸方向に対して傾きを持つようにアライメントしてもよい。もっとも、直交ズレ角θの演算処理を簡単にするためには、X方向をX軸方向と平行となるように設定するのが好ましい。
In the present embodiment, the
また、このようなY方向基準パターンPY1〜PYmを用いて直交ズレ角θを算出する処理は、ワーク加工毎に毎回行うようにすれば、装置稼動中にX軸とY軸の直交度が変化したような経時的な軸送り誤差にも対処することができ、加工精度は向上するが、タクトは低下する。よって、基準パターンを用いて基準パターンズレ量を算出して記憶させる処理を行うタイミングは、要求される精度、効率等を考慮し、ワーク加工毎、カセットにセットされた一群のワーク加工毎、一日の加工開始時等、適宜設定すればよい。 Further, if the processing for calculating the orthogonal deviation angle θ using such Y-direction reference patterns PY1 to PYm is performed every time the workpiece is processed, the orthogonality between the X axis and the Y axis changes during operation of the apparatus. It is possible to deal with such a time-dependent axial feed error, and the machining accuracy is improved, but the tact is reduced. Therefore, the timing for calculating and storing the reference pattern deviation amount using the reference pattern is determined for each workpiece machining, for each group of workpieces set in the cassette, in consideration of required accuracy, efficiency, etc. What is necessary is just to set suitably at the time of the processing start of a day.
また、本実施の形態では、Y方向基準パターンPY6,PY8を撮像手段8で撮像することによって直交ズレ角θを算出するようにしたが、他の2つのY方向基準パターンを撮像手段8で撮像することによって直交ズレ角θを算出するようにしてもよい。2つのY方向基準パターンを用いて直交ズレ角θを算出する場合、Y方向になるべく離れた2つのY方向基準パターンを選択するようにすれば、算出される直交ズレ角θの精度が向上する。また、2つのY方向基準パターンだけでなく、3つ以上のY方向基準パターンをターゲットとして撮像手段8を相対的に順次移動させて撮像して各々の直交ズレ角θを算出し、得られた複数の直交ズレ角θの平均値に基づき直交ズレ角を算出するようにしてもよい。さらには、Y軸方向の傾きがY座標の位置によって異なる場合でも、2つのY方向基準パターンだけを用いて直交ズレ角を算出すると図14(a)に示すような直交ズレ角θとなる。これに対して、図14(b)に示すように各Y方向基準パターンPY1〜PYmをターゲットとして撮像手段8を相対的に順次移動させて撮像し、各Y方向基準パターンPY1〜PYm間のY座標位置に応じた直交ズレ角θ1,θ2,…、θ8,…を算出し、これらの直交ズレ角θ1,θ2,…、θ8,…をY座標位置に応じて用いて補正するようにすれば、Y軸方向の傾きがY座標の位置によって異なっていても適正な補正が可能となる。
In this embodiment, the orthogonal deviation angle θ is calculated by imaging the Y-direction reference patterns PY6 and PY8 by the
また、本実施の形態では、算出された直交ズレ角θに基づき、所望の加工位置の設計座標値のX座標値およびY座標値に補正を施し、第1、第2の送り手段4,5による送り量を第1、第2の位置検出手段6,7に従い制御するようにしたが、直交ズレ角に基づいて所望の加工位置の設計座標値のX座標値に補正を施し、第1の送り手段4による送り量を第1の位置検出手段6に従い制御するとともに、所望の加工位置の設計座標値のY座標値に基づいて第2の送り手段4による送り量を、図示しないレーザ測長器等を用いて、1次元でリニアに制御するようにしてもよい。
In the present embodiment, the X and Y coordinate values of the design coordinate value of the desired machining position are corrected based on the calculated orthogonal deviation angle θ, and the first and second feeding means 4 and 5 are corrected. Is controlled in accordance with the first and second
これは、下方に位置してY軸方向の送りを行わせる第2の送り手段5と、第2の送り手段5に搭載されてX軸方向の送りを行わせる第1の送り手段4とでは、軸送りに際して生ずる機械的な誤差の大きさに差があり、第2の送り手段5による送りはY軸方向には直線的で比較的安定しているのに対して、第1の送り手段4による送りはブレやすいためである。そこで、Y軸方向の送り制御は、従来から行われているレーザ測長器等による1次元リニア制御で行わせるようにしてもよい。 This is because the second feeding means 5 that is positioned below and feeds in the Y-axis direction and the first feeding means 4 that is mounted on the second feeding means 5 and feeds in the X-axis direction are There is a difference in the magnitude of the mechanical error that occurs during the axis feeding, and the feeding by the second feeding means 5 is linear and relatively stable in the Y-axis direction, whereas the first feeding means This is because the feed by 4 is easy to shake. Therefore, the feed control in the Y-axis direction may be performed by one-dimensional linear control using a laser length measuring device or the like that has been conventionally performed.
また、本実施の形態は、レーザ加工により貫通孔(ビアホール)を形成する加工例についての適用例で説明したが、このような適用例に限らず、所望の加工位置に加工を施すものであれば、同様に適用可能である。例えば、ワーク200の分割予定ライン201に沿った破線カットや、分割予定ライン201に沿ってワーク200内の所定位置間を切断する内内カットにも適用可能である。また、加工手段としても、レーザ光線照射ユニット3を用いるレーザ加工に限らず、例えば、円盤状のブレードを用いてワークの所望の加工位置にチョッパカットを施すような場合にも同様に適用可能である。
Moreover, although this Embodiment demonstrated by the application example about the process example which forms a through-hole (via hole) by laser processing, it will not be restricted to such an application example but will process to a desired process position. It is equally applicable. For example, the present invention can also be applied to a broken line cut along the planned
1 レーザ加工装置
2 チャックテーブル
3 レーザ光線照射手段
4 第1の送り手段
5 第2の送り手段
6 第1の位置検出手段
7 第2の位置検出手段
8 撮像手段
200 ワーク
300 ゲージワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Chuck table 3 Laser beam irradiation means 4 1st feed means 5 2nd feed means 6 1st position detection means 7 2nd position detection means 8 Imaging means 200
Claims (4)
前記チャックテーブル上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンをX軸方向に対して直交するよう位置決めして用い、前記チャックテーブルと前記加工手段とを順次相対的に所定距離だけ移動させて前記撮像手段によって順次撮像した少なくとも2つの前記Y方向基準パターンの位置情報を求め、求められたこれらY方向基準パターンの位置情報および移動距離に基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角を求める直交ズレ角算出工程と、
XY直交座標系における設計座標値が設定された所望の加工位置を含むワークを前記チャックテーブルに保持させるワーク保持工程と、
前記チャックテーブル上に保持されたワークの所望の加工位置の加工に際して、前記直交ズレ角算出工程で算出された前記直交ズレ角に基づいて該所望の加工位置の設計座標値に補正を施し、補正された設計座標値に基づいて前記チャックテーブルと前記加工手段とを相対的に移動させ前記加工手段を当該設計座標値の加工位置に位置付けて加工させる加工制御工程と、
を含むことを特徴とするワーク加工方法。 A chuck table for holding a workpiece, a machining means for machining the workpiece held on the chuck table, and the chuck table and the machining means are relatively moved in the X-axis direction parallel to the X direction of the XY orthogonal coordinate system. Relative to the chuck table and the processing means, the second feeding means for moving the chuck table and the processing means relative to each other in the Y-axis direction substantially orthogonal to the X-axis direction. Positions of a first position detecting means for detecting a typical X-axis direction position, a second position detecting means for detecting a relative Y-axis direction position of the chuck table and the processing means, and the processing means An XY orthogonal seat of the workpiece held on the chuck table using a processing device having an imaging means for imaging the workpiece held on the chuck table with a fixed relationship A workpiece machining method for machining at said processing means to a desired processing position in the system,
A plurality of Y-direction reference patterns spaced apart from each other by a predetermined distance in the Y direction of the XY orthogonal coordinate system on the chuck table are positioned so as to be orthogonal to the X-axis direction, and the chuck table and the processing means are used. Position information of at least two Y-direction reference patterns sequentially moved by a predetermined distance and sequentially imaged by the imaging means is obtained, and the X-axis direction is determined based on the obtained position information and movement distance of these Y-direction reference patterns. An orthogonal deviation angle calculating step for obtaining an orthogonal deviation angle in the Y-axis direction with respect to
A workpiece holding step of holding a workpiece including a desired machining position in which a design coordinate value is set in an XY orthogonal coordinate system on the chuck table;
When machining a desired machining position of the workpiece held on the chuck table, the design coordinate value of the desired machining position is corrected based on the orthogonal deviation angle calculated in the orthogonal deviation angle calculating step, and corrected. A machining control step of moving the chuck table and the machining means relative to each other based on the designed coordinate values and positioning the machining means at a machining position of the design coordinate values; and
A workpiece machining method comprising:
前記チャックテーブル上でXY直交座標系のY方向に所定距離だけ離間配置された複数のY方向基準パターンをX軸方向に対して直交するよう位置決めして用い、前記チャックテーブルと前記加工手段とを順次相対的に所定距離だけ移動させて前記撮像手段によって順次撮像した少なくとも2つの前記Y方向基準パターンの位置情報を求め、求められたこれらY方向基準パターンの位置情報および移動距離に基づきX軸方向に対するY軸方向の直交ズレ角を求める直交ズレ角算出手段と、
XY直交座標系における設計座標値が設定された所望の加工位置を含み、前記チャックテーブル上に保持されたワークの所望の加工位置の加工に際して、前記直交ズレ角算出手段で算出された前記直交ズレ角に基づいて該所望の加工位置の設計座標値に補正を施し、補正された設計座標値に基づいて前記チャックテーブルと前記加工手段とを相対的に移動させ前記加工手段を当該設計座標値の加工位置に位置付けて加工させる加工制御手段と、
を備えることを特徴とするワーク加工装置。 A chuck table for holding a workpiece, a machining means for machining the workpiece held on the chuck table, and the chuck table and the machining means are relatively moved in the X-axis direction parallel to the X direction of the XY orthogonal coordinate system. Relative to the chuck table and the processing means, the second feeding means for moving the chuck table and the processing means relative to each other in the Y-axis direction substantially orthogonal to the X-axis direction. Positions of a first position detecting means for detecting a typical X-axis direction position, a second position detecting means for detecting a relative Y-axis direction position of the chuck table and the processing means, and the processing means Imaging means for imaging the workpiece held on the chuck table with a fixed relationship, and a desired workpiece in the XY orthogonal coordinate system of the workpiece held on the chuck table. A workpiece machining apparatus for machining by the machining means Engineering position,
A plurality of Y-direction reference patterns spaced apart from each other by a predetermined distance in the Y direction of the XY orthogonal coordinate system on the chuck table are positioned so as to be orthogonal to the X-axis direction, and the chuck table and the processing means are used. Position information of at least two Y-direction reference patterns sequentially moved by a predetermined distance and sequentially imaged by the imaging means is obtained, and the X-axis direction is determined based on the obtained position information and movement distance of these Y-direction reference patterns. Orthogonal deviation angle calculating means for obtaining an orthogonal deviation angle in the Y-axis direction with respect to
The orthogonal deviation calculated by the orthogonal deviation angle calculation means is included when machining a desired machining position of the workpiece held on the chuck table, including a desired machining position in which design coordinate values are set in an XY orthogonal coordinate system. The design coordinate value of the desired machining position is corrected based on the angle, and the chuck table and the machining means are relatively moved based on the corrected design coordinate value, and the machining means is moved to the design coordinate value. Processing control means for processing at a processing position;
A workpiece machining apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008064881A JP2009223440A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Workpiece machining method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008064881A JP2009223440A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Workpiece machining method and device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009223440A true JP2009223440A (en) | 2009-10-01 |
Family
ID=41240181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008064881A Pending JP2009223440A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Workpiece machining method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009223440A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103111762A (en) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 无锡鼎晶光电科技有限公司 | Method for applying laser drilling to sapphire slice drilling |
CN103809525A (en) * | 2014-01-26 | 2014-05-21 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | Control system and control method for three-dimensional motion welding head of automatic die bonder |
WO2017130412A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社ニコン | Machining apparatus correction method and machining apparatus |
JP2017207844A (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 村田機械株式会社 | Plate transport method, transport controller, and processing system |
CN113449393A (en) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 西安市群健航空精密制造有限公司 | Array hole machining method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09160622A (en) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Method and device for assembling electronic component |
JP2001142513A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Toshiba Corp | Correction data derivation method for positioning, positioning device, mounting device and recording medium |
JP2007034168A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Fujifilm Holdings Corp | Method and device for acquiring stage position change information |
JP2007113939A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Nikon Corp | Measuring device and method therefor, stage device, and exposure device and method therefor |
JP2008053618A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Canon Inc | Exposure apparatus and method therefor, as well as device manufacturing method using exposure apparatus |
-
2008
- 2008-03-13 JP JP2008064881A patent/JP2009223440A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09160622A (en) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Method and device for assembling electronic component |
JP2001142513A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Toshiba Corp | Correction data derivation method for positioning, positioning device, mounting device and recording medium |
JP2007034168A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Fujifilm Holdings Corp | Method and device for acquiring stage position change information |
JP2007113939A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Nikon Corp | Measuring device and method therefor, stage device, and exposure device and method therefor |
JP2008053618A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Canon Inc | Exposure apparatus and method therefor, as well as device manufacturing method using exposure apparatus |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103111762A (en) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 无锡鼎晶光电科技有限公司 | Method for applying laser drilling to sapphire slice drilling |
CN103809525A (en) * | 2014-01-26 | 2014-05-21 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | Control system and control method for three-dimensional motion welding head of automatic die bonder |
WO2017130412A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社ニコン | Machining apparatus correction method and machining apparatus |
JPWO2017130412A1 (en) * | 2016-01-29 | 2018-11-22 | 株式会社ニコン | Processing device correction method and processing device |
JP2017207844A (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 村田機械株式会社 | Plate transport method, transport controller, and processing system |
CN113449393A (en) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 西安市群健航空精密制造有限公司 | Array hole machining method |
CN113449393B (en) * | 2021-06-25 | 2024-03-29 | 西安市群健航空精密制造有限公司 | Array hole processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102355837B1 (en) | Laser machining apparatus | |
JP5122880B2 (en) | Alignment method for laser processing equipment | |
JP5254646B2 (en) | Work processing method and work processing apparatus | |
KR101214496B1 (en) | Laser Beam Processing Machine | |
JP5122378B2 (en) | How to divide a plate | |
TWI440122B (en) | A height position detecting means (a) of the workpiece to be held at the chuck, | |
JP4755839B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP5395411B2 (en) | Wafer laser processing method | |
KR102186214B1 (en) | Center detection method for wafer in processing equipment | |
JP2002033295A (en) | Alignment method and aligner | |
US8957347B2 (en) | Method of detecting condensing spot position in laser beam processing apparatus | |
KR101881605B1 (en) | Wafer processing method and laser machining apparatus | |
JP2008036667A (en) | Laser beam irradiation apparatus and laser beam machine | |
JP6607639B2 (en) | Wafer processing method | |
JP2008036695A (en) | Laser beam irradiation apparatus and laser beam machine | |
JP2008207210A (en) | Laser beam radiating apparatus, and laser beam machine | |
JP2009223440A (en) | Workpiece machining method and device | |
JP2010000517A (en) | Device and program for working workpiece | |
JP5906103B2 (en) | Package substrate processing method and positional relationship detection apparatus | |
JP6224462B2 (en) | Method for detecting operating characteristics of machining feed mechanism in laser machining apparatus and laser machining apparatus | |
JP2015103752A (en) | Dicing device and cutting method thereof | |
JP2011181623A (en) | Processing method of plate-like object | |
JP5872814B2 (en) | Displacement detection method and laser processing apparatus | |
JP4664713B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP5666876B2 (en) | Method for dividing multilayer ceramic capacitor substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121218 |