JP2012138548A - Substrate processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing method which can continue a processing operation by searching for an alignment mark in the case where the alignment mark cannot be detected due to deformation of a substrate.SOLUTION: When location information of a substrate is acquired based on an alignment mark image taken by a camera at an imaging reference position set for imaging an alignment mark but the alignment mark image is not detected by image taking at the imaging reference position, the alignment mark image is searched by moving the camera or a table so as to sequentially move an imaging position around the imaging reference position, and a position displacement amount between the imaging position and the imaging reference position when the alignment mark image is detected is calculated and a processing position by a processing tool is corrected.

Description

本発明は、基板に付されたアライメントマークを基準にして加工用ツールによる基板加工を行う方法に関する。本発明は、特に低温焼成セラミックス(LTCC)基板のような歪やすい基板に有用な基板加工方法である。   The present invention relates to a method of performing substrate processing with a processing tool on the basis of an alignment mark attached to a substrate. The present invention is a substrate processing method particularly useful for a substrate that is easily distorted, such as a low-temperature fired ceramic (LTCC) substrate.

ガラス基板を分断するために、基板の表面にカッターホイール(スクライビングホイールともいう)を圧接しながら転動させることによりスクライブ溝を形成する加工方法は、例えば特許文献1に開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a processing method of forming a scribe groove by rolling a glass substrate while pressing a cutter wheel (also referred to as a scribing wheel) on the surface of the substrate.

図5は、従来のスクライブ装置の一例を示す斜視図である。スクライブ装置31は基板Wを載置するテーブル32を備えている。このテーブル32は、水平なレール33に沿ってY方向に移動できるようになっており、モータ34によって回転するボールネジ35により駆動される。またテーブル32は、モータを内蔵する駆動部36により水平面内で回動できるようになっている。
テーブル32を挟んで両側に立設する支持柱37に支えられたブリッジ39は、X方向に延びるガイドバー38を支持している。スクライブヘッド41は、モータ42により駆動され、ガイドバー38に形成したガイド溝40に沿ってX方向に移動できるように取り付けられている。スクライブヘッド41にはホルダ42aが設けられ、このホルダ42aによって、加工用ツール43(カッターホイール)が保持されている。加工用ツール43は、刃先方向が調整できるようになっている。そして、加工用ツール43を下降させて刃先を基板Wに押しつけた状態でテーブル32をY方向に移動させ、あるいは、スクライブヘッド41をガイド溝40に沿ってX方向に移動させることにより、図6に示すようにX方向のスクライブ溝S並びにY方向のスクライブ溝Sを基板Wに格子状に形成するようにしている。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional scribing apparatus. The scribing device 31 includes a table 32 on which the substrate W is placed. The table 32 can move in the Y direction along a horizontal rail 33 and is driven by a ball screw 35 that is rotated by a motor 34. The table 32 can be rotated in a horizontal plane by a drive unit 36 incorporating a motor.
A bridge 39 supported by support columns 37 erected on both sides of the table 32 supports a guide bar 38 extending in the X direction. The scribe head 41 is driven by a motor 42 and attached so as to be movable in the X direction along a guide groove 40 formed in the guide bar 38. The scribe head 41 is provided with a holder 42a, and a processing tool 43 (cutter wheel) is held by the holder 42a. The cutting tool 43 can adjust the cutting edge direction. Then, the processing tool 43 is lowered and the table 32 is moved in the Y direction with the cutting edge pressed against the substrate W, or the scribe head 41 is moved in the X direction along the guide groove 40, so that FIG. As shown in FIG. 4, the X-direction scribe grooves S 1 and the Y-direction scribe grooves S 2 are formed in a lattice pattern on the substrate W.

また、ブリッジ39の上部にはカメラ44が設置してあり、手動操作で上下動することにより焦点を調整することができるようになっている。カメラ44で撮像された画像はモニタ45に表示される。
テーブル32上に載置された基板Wの隅部には、位置を特定するためのアライメントマーク(十字マーク)が形成してあり、カメラ44によりアライメントマーク近傍の基板を撮像することによりアライメントマークの位置を検出する。具体的には、スクライブ装置にアライメントマークの形状データ(十字形状のデータ)が予め記憶してあり、カメラ44で撮像した基板の画像と、記憶してある形状データとの比較により、アライメントマーク像がその画像内に映し出されているかをパターン認識により判定する。アライメントマーク像が映し出されていると判定された場合は、基板が正しい位置に載置されていると判断されて、予め定めた加工開始位置にスクライブヘッド41を移動してスクライブ作業を開始する。
もし、画像内にアライメントマーク像が検出できていない場合は、基板が正しい位置から外れていると判断し、基板位置の修正を促すエラーメッセージを発する。これにより、オペレータはカメラ44で撮像した画像をモニタ45で確認しながら、基板位置を手動で調整して位置ずれを修正する。
A camera 44 is installed above the bridge 39, and the focus can be adjusted by moving up and down manually. An image captured by the camera 44 is displayed on the monitor 45.
An alignment mark (cross mark) for specifying the position is formed at the corner of the substrate W placed on the table 32, and an image of the substrate in the vicinity of the alignment mark is captured by the camera 44. Detect position. Specifically, alignment mark shape data (cross-shaped data) is stored in advance in the scribing device, and an alignment mark image is obtained by comparing the image of the substrate imaged by the camera 44 with the stored shape data. Is displayed in the image by pattern recognition. If it is determined that the alignment mark image is displayed, it is determined that the substrate is placed at the correct position, and the scribe head 41 is moved to a predetermined processing start position to start the scribe operation.
If the alignment mark image is not detected in the image, it is determined that the substrate is out of the correct position, and an error message is issued to urge correction of the substrate position. Thus, the operator manually adjusts the substrate position and corrects the positional deviation while checking the image captured by the camera 44 on the monitor 45.

また、図5のスクライブ装置31では、基板を誘導するための位置決め用の基準ピン46が、テーブル面に突出するように設けてある。この基準ピン46に基板Wの端面が当接するように載置することにより、カメラ44で映し出すことができる撮像視野範囲から基板Wのアライメントマークが大きく外れることがないようにしている。   Further, in the scribing device 31 of FIG. 5, positioning reference pins 46 for guiding the substrate are provided so as to protrude from the table surface. By placing the end face of the substrate W in contact with the reference pin 46, the alignment mark of the substrate W is not greatly deviated from the imaging field range that can be projected by the camera 44.

特許第3078668号公報Japanese Patent No. 3078668

しかしながら、加工対象の基板がLTCC基板の場合、次のような問題がある。LTCC基板はアルミナの骨材とガラス化合物とを混合したシートに導体を配線して多層膜とし、この多層膜を通常1000℃以下、例えば、800℃程度の温度で焼成した基板である。アライメントマークは焼成前に形成されるが、焼成時に図4(a)並びに図4(b)の仮想線に示すように変形、収縮する傾向がある。基板の変形が生じると、アライメントマークAの基板上での位置が当初設計した位置(設計値)からずれてしまう。そのため、カメラの撮像視野範囲内にアライメントマークAが映し出されるはずであるテーブル上の位置に、基板Wを正しく載置すると、基板変形の影響で、かえってアライメントマークAがカメラの撮像視野範囲から外れてしまい、検出することができなくなりエラー表示となる。
このような場合には、アライメントマークAの画像が検出できる位置まで基板を手動で移動することになるが、一旦、自動操作を中断して位置を修正しなければならず、作業が煩雑になるとともに時間的なロスが大きい。
However, when the substrate to be processed is an LTCC substrate, there are the following problems. The LTCC substrate is a substrate obtained by wiring conductors on a sheet in which an alumina aggregate and a glass compound are mixed to form a multilayer film, and firing the multilayer film at a temperature of typically 1000 ° C. or lower, for example, about 800 ° C. The alignment mark is formed before firing, but tends to be deformed and contracted as shown by the phantom lines in FIGS. 4A and 4B during firing. When the substrate is deformed, the position of the alignment mark A on the substrate is shifted from the originally designed position (design value). Therefore, if the substrate W is correctly placed at a position on the table where the alignment mark A should be projected within the imaging field of view of the camera, the alignment mark A will deviate from the imaging field of view of the camera due to the deformation of the substrate. As a result, it cannot be detected and an error is displayed.
In such a case, the substrate is manually moved to a position where an image of the alignment mark A can be detected. However, the position must be corrected by interrupting the automatic operation once, and the work becomes complicated. At the same time, time loss is large.

一方、テーブル面に位置決め用の基準ピン46を設けることにより基板Wの載置位置を誘導すれば、エラー表示の発生回数を減らすことができるが、その場合は、基準ピン46の存在がスクライブで使用する加工用ツール43の移動範囲を制限することになり、加工可能な領域に制限を加えてしまうといった欠点もあった。   On the other hand, if the placement position of the substrate W is guided by providing the positioning reference pins 46 on the table surface, the number of occurrences of error display can be reduced. In this case, the presence of the reference pins 46 is scribed. The moving range of the processing tool 43 to be used is limited, and there is a disadvantage that a processing area is limited.

そこで、本発明の目的は、基板の変形によってアライメントマークが検出できない場合に、装置の操作を中断させることなくアライメントマークを探索し、アライメントマークが含まれた画像を検出して加工動作を続行できるようにした基板加工方法を提供することにある。
また、テーブル上に位置決め用の基準ピンを設けない場合に頻発することになるが、基板の載置位置が多少ずれた場合であっても、アライメントマークの検出が容易に行えるようにした基板加工方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to search for an alignment mark without interrupting the operation of the apparatus when the alignment mark cannot be detected due to deformation of the substrate, and to detect the image including the alignment mark and continue the processing operation. An object of the present invention is to provide a substrate processing method.
In addition, it occurs frequently when the positioning reference pin is not provided on the table, but the substrate processing that makes it easy to detect the alignment mark even when the substrate mounting position is slightly shifted. It aims to provide a method.

上記課題を解決するためになされた本発明のスクライブ方法は、アライメントマークが付された基板をテーブル上に載置し、アライメントマークを撮像するために設定した撮像基準位置において、カメラにより撮像されたアライメントマーク画像(アライメントマーク像が含まれた画像)から基板の位置情報を取得し、その位置情報に基づいて加工用ツールによる基板への加工位置を定めてから基板を加工する基板加工方法であって、撮像基準位置での撮像ではアライメントマーク画像が検出されないときに、カメラ若しくはテーブルを移動することで、撮像位置を撮像基準位置の周辺に順次移動させるようにしてアライメントマーク画像を探索し、アライメントマーク画像が検出されたときの撮像位置と撮像基準位置との位置ずれ量を算出して加工用ツールによる加工位置を補正するようにしている。   The scribing method of the present invention made to solve the above-described problem is that a substrate with an alignment mark is placed on a table and imaged by a camera at an imaging reference position set for imaging the alignment mark. A substrate processing method in which position information of a substrate is acquired from an alignment mark image (an image including an alignment mark image), a processing position on the substrate is determined by a processing tool based on the position information, and then the substrate is processed. When the alignment mark image is not detected in imaging at the imaging reference position, the alignment mark image is searched by moving the imaging position to the periphery of the imaging reference position by moving the camera or table, and the alignment is performed. Calculates the amount of misalignment between the imaging position and the imaging reference position when a mark image is detected And it corrects the processing position by the processing tool Te.

本発明方法では、基板の変形によって撮影基準位置ではアライメントマークが検出できない場合に、カメラ若しくはテーブルを移動することで、撮像位置を撮像基準位置の周辺に順次移動させるようにしてアライメントマーク画像を探索する。これにより、最初の撮影基準位置での撮像視野範囲にアライメントマーク画像が検出できない場合でも、カメラまたはテーブルをその周辺の撮像位置に順次移動させて同様の撮像視野範囲で探索するので、やがてアライメントマーク画像を検出することができるようになり、アライメントマーク画像を検出できたときの撮像位置と撮像基準位置との位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基づいて加工用ツールによる加工位置を補正することで、基板加工の動作を続行させることができる。これにより、基板の位置修正等の手作業の煩雑さを解消するとともに、作業時間のロスを減らすことができる。
また、アライメントマークが撮影基準位置から多少位置ずれしていても、アライメントマーク画像を検出することができるようになり、アライメントマーク画像が検出できた撮像位置と基準設定位置とのずれ量を算出して加工位置を定めるようにしたから、従来のようなテーブル上の位置決め用基準ピンを設ける必要がなくなり、基準ピンと加工用ツールとが干渉することがないので、加工用ツールを基板の周縁まで自由に移動させることができるといった効果がある。
In the method of the present invention, when the alignment mark cannot be detected at the imaging reference position due to the deformation of the substrate, the alignment mark image is searched by moving the imaging position sequentially around the imaging reference position by moving the camera or the table. To do. As a result, even if an alignment mark image cannot be detected in the imaging field range at the first imaging reference position, the camera or table is sequentially moved to the surrounding imaging position and searched for in the same imaging field range. Now that the image can be detected, the amount of misalignment between the imaging position and the imaging reference position when the alignment mark image can be detected is calculated, and the machining position by the machining tool is corrected based on this misalignment amount Thus, the substrate processing operation can be continued. This eliminates the complexity of manual work such as substrate position correction, and can reduce work time loss.
In addition, even if the alignment mark is slightly displaced from the photographing reference position, the alignment mark image can be detected, and the amount of deviation between the imaging position where the alignment mark image can be detected and the reference setting position is calculated. Since the processing position is determined by this, there is no need to provide a positioning reference pin on the table as in the past, and there is no interference between the reference pin and the processing tool, so the processing tool can be freely moved to the periphery of the board. There is an effect that it can be moved to.

(その他の課題を解決するための手段及び効果)
上記発明において、アライメントマーク画像の探索時に、撮像位置を、撮像基準位置を中心としてその周辺を渦巻き状に順次移動させるようにするのが好ましい。
これにより、アライメントマークがテーブル上でいずれの方向に移動していたとしても、アライメントマークを探索することができる。
(Means and effects for solving other problems)
In the above invention, when searching for an alignment mark image, it is preferable that the imaging position is sequentially moved in a spiral around the imaging reference position.
As a result, the alignment mark can be searched regardless of which direction the alignment mark has moved on the table.

上記発明において、カメラによる各撮像位置での撮像視野範囲は円形または方形とし、隣接する撮像位置の撮像視野範囲が視野の周縁部分で互いに重なるように撮像位置を移動するようにしてもよい。
これにより、アライメントマーク画像は、隣接するいずれかの撮像位置での撮像視野範囲に確実に入ることができるので、検出不良をなくすことができる。
In the above invention, the imaging field range at each imaging position by the camera may be circular or rectangular, and the imaging positions may be moved so that the imaging field ranges at adjacent imaging positions overlap each other at the peripheral portion of the field of view.
As a result, the alignment mark image can surely enter the imaging field of view at any of the adjacent imaging positions, so that detection failure can be eliminated.

上記発明において、カメラの撮像位置の移動範囲と撮像視野範囲とによって定まるアライメント画像の検出可能領域は、撮影基準位置を中心として少なくとも縦横5mmが含まれるようにするのが好ましい。
5mm程度の位置精度で基板をテーブルに載置することは容易に行えるので、撮影基準位置を中心として少なくとも縦横5mmを検出可能領域にすることで、確実にアライメントマークが検出できるようになる。そのため、通常の装置で設けられている位置決めのための基準ピンがなくとも容易にアライメントすることができる。また、基準ピンを不要とすることにより、基準ピンによる不都合(スクライブ手段との干渉等)を防止することができる。
In the above invention, it is preferable that the detectable region of the alignment image determined by the moving range of the imaging position of the camera and the imaging visual field range includes at least 5 mm in length and width with the imaging reference position as the center.
Since the substrate can be easily placed on the table with a positional accuracy of about 5 mm, the alignment mark can be reliably detected by setting at least 5 mm in the vertical and horizontal directions with the imaging reference position as the center. Therefore, alignment can be easily performed without a reference pin for positioning provided in a normal apparatus. Further, by making the reference pin unnecessary, inconveniences (interference with the scribe means, etc.) due to the reference pin can be prevented.

上記発明において、基板がLTCC基板であってもよい。
LTCC基板では、焼成時にアライメントマークの変形が生じるが、その場合にも容易にアライメントマークを検出することができるようになる。
In the above invention, the substrate may be an LTCC substrate.
In the LTCC substrate, the alignment mark is deformed during firing, but the alignment mark can be easily detected even in that case.

本発明にかかる基板加工方法の一実施例を実施するためのスクライブ装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the scribing apparatus for enforcing one Example of the board | substrate processing method concerning this invention. アライメントマーク画像を探索するときの撮像基準位置を中心とした撮像位置の移動順の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the moving order of the imaging position centering on the imaging reference position when searching an alignment mark image. 上記スクライブ装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the said scribe apparatus. LTCC基板の変形状態を示す平面図である。It is a top view which shows the deformation | transformation state of a LTCC board | substrate. 従来のスクライブ装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the conventional scribe apparatus. 格子状にスクライブされた基板を示す平面図である。It is a top view which shows the board | substrate scribed in the grid | lattice form.

以下において、LTCC基板をスクライブする実施例に基づいて、本発明の基板加工方法を詳細に説明する。
図1はLTCC基板をスクライブするためのスクライブ装置の一例を示す斜視図である。このスクライブ装置1は、吸着機構(不図示)でLTCC基板Wを固定保持することができるテーブル2を備えている。テーブル2は、モータMでボールネジ4を駆動することによりレール3,3に沿ってY方向に移動できるようにしてある。またテーブル2は、モータ内蔵の駆動部5により水平面内で回動できるようにしてある。
In the following, the substrate processing method of the present invention will be described in detail based on an example of scribing an LTCC substrate.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a scribing apparatus for scribing an LTCC substrate. The scribing device 1 includes a table 2 that can fix and hold the LTCC substrate W by a suction mechanism (not shown). Table 2, are to be moved in the Y direction along the rails 3 by driving the ball screw 4 in the motor M 1. The table 2 can be rotated in a horizontal plane by a drive unit 5 with a built-in motor.

テーブル2を挟んで両側に立設する支持柱6,6に支えられたブリッジ8は、X方向に延びるガイドバー7を支持している。スクライブヘッド10はモータMによって駆動され、ガイドバー7に形成されたガイド溝9に沿ってX方向に移動できるようにしてある。 A bridge 8 supported by support columns 6 and 6 erected on both sides of the table 2 supports a guide bar 7 extending in the X direction. The scribe head 10 is driven by a motor M 2 and can move in the X direction along a guide groove 9 formed in the guide bar 7.

スクライブヘッド10にはホルダ11が設けられている。このホルダ11には、基板Wをスクライブする専用のカッターホイール(加工用ツール)12が保持されている。カッターホイール12は、その刃先の方向(基板に対する相対的な進行方向)がX方向、Y方向に角度調整できるようにしてある。そして、カッターホイール12を下降させて刃先を基板Wに押しつけた状態で基板WをY方向に移送させ、または、スクライブヘッド10をガイド7に沿ってX方向に移動させることにより、X方向並びにY方向のスクライブ溝が形成できるようにしてある。   The scribe head 10 is provided with a holder 11. The holder 11 holds a dedicated cutter wheel (processing tool) 12 for scribing the substrate W. The cutter wheel 12 is configured such that the direction of the blade edge (the direction of travel relative to the substrate) can be adjusted in the X and Y directions. Then, by lowering the cutter wheel 12 and pressing the blade edge against the substrate W, the substrate W is transferred in the Y direction, or the scribe head 10 is moved in the X direction along the guide 7 to thereby move the X direction and the Y direction. Direction scribe grooves can be formed.

また、スクライブヘッド10には、カッターホイール12と一体で移動するカメラ13が設けられている。このカメラ13を上下動させることにより、焦点を調整することができる。カメラ13とカッターホイール12との距離は予め計測してあり、カメラ13で映した画像中の位置と、カッターホイール12の位置とは一対一に対応付けられている。カメラ13で撮像された画像データはモニタ14に表示されるとともに、後述する画像処理部21(図3参照)に出力される。   The scribe head 10 is provided with a camera 13 that moves integrally with the cutter wheel 12. The focus can be adjusted by moving the camera 13 up and down. The distance between the camera 13 and the cutter wheel 12 is measured in advance, and the position in the image projected by the camera 13 and the position of the cutter wheel 12 are associated one-to-one. Image data picked up by the camera 13 is displayed on the monitor 14 and output to an image processing unit 21 (see FIG. 3) described later.

テーブル2上に載置された基板Wの隅部には、基板Wの位置を特定するためのアライメントマークA(図4参照)が設けられており、カメラ13により基板W(アライメントマークAが付されている近傍)を撮像することにより、アライメントマーク像が含まれる画像(アライメントマーク画像という)を検出し、これにより基板WのアライメントマークAの位置を検出するようにしている。具体的には、撮像した画像から後述する制御系20の画像処理部21によって、アライメントマークAのパターンを抽出する処理が行われ、予め記憶してあるアライメントマークの形状データ(十字マーク)と照合することにより、アライメントマークAの位置が検出される。   An alignment mark A (see FIG. 4) for specifying the position of the substrate W is provided at the corner of the substrate W placed on the table 2, and the substrate W (alignment mark A is attached by the camera 13. An image including an alignment mark image (referred to as an alignment mark image) is detected by capturing an image of the vicinity), and thereby the position of the alignment mark A on the substrate W is detected. Specifically, a process for extracting the pattern of the alignment mark A is performed from the captured image by the image processing unit 21 of the control system 20 described later, and the pattern is compared with the shape data (cross mark) stored in advance. By doing so, the position of the alignment mark A is detected.

なお、カメラ13(およびスクライブヘッド10)は、基準とする原点位置が定められており、テーブル2に載置された基板WのアライメントマークAの位置検出を行うときにはモータM,Mの駆動により原点位置に復帰するようにし、原点位置で撮像するようにしてある。原点復帰した状態のカメラ13の位置は、アライメントマークAを探索する動作の際の最初の撮像位置となるので、これを「撮影基準位置」としている。 The camera 13 (and the scribe head 10) has a reference origin position, and when the position of the alignment mark A of the substrate W placed on the table 2 is detected, the motors M 1 and M 2 are driven. To return to the origin position, and to take an image at the origin position. Since the position of the camera 13 in the state of returning to the origin is the first imaging position in the operation of searching for the alignment mark A, this is set as the “imaging reference position”.

図3はスクライブ装置1の制御系20を示すブロック図である。カメラ13から出力された画像データ信号は、画像処理部21を介してアライメントマーク照合用の画像データとして制御部22に与えられる。入力部23は基板Wのスクライブ動作などの各種処理プログラムを入力することができる入力装置であり、アライメントマークの位置検出に用いる探索用プログラムも入力してある。制御部22にはX方向モータ駆動部24、Y方向モータ駆動部25、テーブル回転用モータ駆動部26およびスクライブヘッド駆動部27、データ保持領域28(メモリ)が接続されている。このデータ保持領域28には、各種処理プログラムとともに、位置検出に関連して、パターン認識によるアライメントマークの照合に必要な形状データ(十字データ)が記憶してある。   FIG. 3 is a block diagram showing the control system 20 of the scribe device 1. The image data signal output from the camera 13 is given to the control unit 22 as image data for alignment mark collation via the image processing unit 21. The input unit 23 is an input device that can input various processing programs such as a scribing operation of the substrate W, and also has a search program used for detecting the position of the alignment mark. The control unit 22 is connected to an X direction motor drive unit 24, a Y direction motor drive unit 25, a table rotation motor drive unit 26, a scribe head drive unit 27, and a data holding area 28 (memory). In the data holding area 28, shape data (cross data) necessary for alignment mark matching by pattern recognition is stored in association with position detection together with various processing programs.

制御部22は予め入力部23から入力された処理プログラムおよびスクライブ動作に必要な設定パラメータデータに基づいて、テーブル2の回転軸方向の位置を制御するとともに、スクライブヘッド10のX方向への移動、テーブル2のY方向への移動を制御する。またカッターホイール12によるスクライブ時に、カッターホイール12が適切な荷重で基板Wの表面を圧接するように制御する。   The control unit 22 controls the position of the table 2 in the rotation axis direction based on the processing program input in advance from the input unit 23 and the setting parameter data necessary for the scribe operation, and moves the scribe head 10 in the X direction. Controls the movement of the table 2 in the Y direction. Also, when the scribing is performed by the cutter wheel 12, the cutter wheel 12 is controlled so as to press the surface of the substrate W with an appropriate load.

さらに、基板Wに対するアライメントマークAの探索を行うときは、データ保持領域28に記憶されたアライメントマークの形状データと、画像処理部21により抽出された画像とを照合する演算を行う。   Further, when searching for the alignment mark A with respect to the substrate W, an operation for collating the alignment mark shape data stored in the data holding area 28 with the image extracted by the image processing unit 21 is performed.

次に、制御部22が行うアライメントマークの探索動作について説明する。位置検出の許容誤差は装置の制御プログラムのパラメータとして任意に変更可能であるが、本実施例では、位置検出の許容誤差を1mmとし、カメラ13の撮像視野範囲は、カメラの倍率(70倍)との関係で、一辺2mmの方形領域として定めておく。すなわち、ある撮像位置で基板を映したときに撮像視野範囲内にアライメントマークの中心位置(十字マークの中心)が映し出されていれば、その撮像位置でアライメントマークAが検出できたと判定するようにする。   Next, an alignment mark search operation performed by the control unit 22 will be described. The position detection tolerance can be arbitrarily changed as a parameter of the control program of the apparatus. However, in this embodiment, the position detection tolerance is 1 mm, and the imaging field of view of the camera 13 is the camera magnification (70 ×). Therefore, it is determined as a square region having a side of 2 mm. That is, if the center position of the alignment mark (the center of the cross mark) is projected within the imaging field of view when the substrate is projected at a certain imaging position, it is determined that the alignment mark A has been detected at that imaging position. To do.

最初に、原点位置に復帰させてあるカメラ13により基板Wを撮像する。このとき、カメラ13は、撮像基準位置で撮像視野範囲が直径2mmの方形領域を撮像していることになる。カメラ13で撮像した画像と、データ保持領域28に記憶してあるアライメントマークの形状データとの照合を行い、画像内にアライメントマークAの像がパターン認識されるとともにマークの中心が撮像視野範囲内にあれば、アライメントマークAが検出できたと判定し、基板Wの位置が撮像基準位置で許容誤差内にあると判定する。そして、カッターホイール12(加工用ツール)を予め設定してある所望の加工開始位置に移動させてスクライブ作業を開始する。   First, the substrate W is imaged by the camera 13 that has been returned to the origin position. At this time, the camera 13 is imaging a square area whose imaging field range is 2 mm in diameter at the imaging reference position. The image captured by the camera 13 and the alignment mark shape data stored in the data holding area 28 are collated, and the image of the alignment mark A is recognized in the image and the center of the mark is within the imaging visual field range. If it is, it is determined that the alignment mark A has been detected, and it is determined that the position of the substrate W is within an allowable error at the imaging reference position. Then, the scribing operation is started by moving the cutter wheel 12 (processing tool) to a preset predetermined processing start position.

もしも撮像基準位置での撮像視野範囲内にアライメントマークAの像が映し出されていないか、マークの中心が撮像視野範囲内から外れている場合には、基準設定位置から外れていると判定する。その場合、カメラ13若しくはテーブル2を、X方向モータ駆動部24並びにY方向モータ駆動部25を介して、撮像基準位置からその周辺に1ピッチ(駆動部の制御プログラムのパラメータとして任意に設定可能であるが、通常、アライメントマークの大きさと、カメラの撮像視野範囲との関係を考慮して、任意に設定され、本実施例においては、例えば、約1.8mm)ずつ移動させる。移動のピッチを撮像視野範囲の直径(2mm)より短くしたのは、撮像視野範囲の周辺部分が前回の撮像位置での視野範囲と重複するようにしながらアライメントマーク画像を探索するためである。   If the image of the alignment mark A is not projected within the imaging visual field range at the imaging reference position or the center of the mark is out of the imaging visual field range, it is determined that the image is out of the reference setting position. In that case, the camera 13 or the table 2 can be arbitrarily set as a parameter of the control program of the drive unit from the imaging reference position to the periphery thereof via the X direction motor drive unit 24 and the Y direction motor drive unit 25. However, it is usually set arbitrarily in consideration of the relationship between the size of the alignment mark and the imaging field of view of the camera, and in this embodiment, it is moved by about 1.8 mm, for example. The reason why the movement pitch is made shorter than the diameter (2 mm) of the imaging visual field range is to search for the alignment mark image while the peripheral portion of the imaging visual field range overlaps the visual field range at the previous imaging position.

図2はカメラ13による基板Wに対する撮像位置の移動順(探索順)を示す図であり、図2(a)に付された番号(1)〜(25)が探索順を示している。カメラ13の撮像視野範囲は一辺2mmの方形領域としてあり、中心にある番号(1)を最初の撮像位置である「撮像基準位置」として定めている。この撮像基準位置は、既述のようにカメラ13の原点位置である。   FIG. 2 is a diagram showing the movement order (search order) of the imaging position with respect to the substrate W by the camera 13, and the numbers (1) to (25) given in FIG. 2 (a) indicate the search order. The imaging field-of-view range of the camera 13 is a square area with a side of 2 mm, and the number (1) at the center is defined as the “imaging reference position” that is the first imaging position. This imaging reference position is the origin position of the camera 13 as described above.

撮像基準位置(番号(1))で基板Wを撮像したときに、アライメントマーク像が撮像視野範囲にはなく、アライメントマーク画像が検出されていない場合、カメラ13若しくはテーブル2により、撮像位置を左方向に1ピッチ(1.8mm)移動させて番号(2)に移動させる。以後、アライメントマーク画像が検出されるまで、図2(b)の矢印に示すように、撮像基準位置(番号(1))を中心に、その周辺を渦巻き状に移動させ、(1)→(2)→(3)・・・(25)の順番に撮像位置を移動する。
そして、例えば、番号(20)の撮像位置でアライメントマーク画像が検出されると、制御部22により撮像基準位置(番号(1))から番号(20)までの位置ずれ量の総和を算出する。算出結果は、カッターホイール12の加工開始位置の自動補正に用いられ、補正後の加工開始位置にカッターホイール12を移動させてスクライブ動作が開始される。
When the substrate W is imaged at the imaging reference position (number (1)), if the alignment mark image is not in the imaging visual field range and the alignment mark image is not detected, the camera 13 or the table 2 is used to move the imaging position to the left. Move in the direction by 1 pitch (1.8 mm) and move to number (2). Thereafter, until the alignment mark image is detected, as shown by the arrow in FIG. 2B, the periphery is moved spirally around the imaging reference position (number (1)), and (1) → ( 2) Move the imaging position in the order of (3) (25).
For example, when an alignment mark image is detected at the imaging position of number (20), the control unit 22 calculates the total amount of positional deviation from the imaging reference position (number (1)) to number (20). The calculation result is used for automatic correction of the processing start position of the cutter wheel 12, and the scribing operation is started by moving the cutter wheel 12 to the corrected processing start position.

このように、本来、撮像基準位置での撮像によってアライメントマーク画像が検出できるはずであるにもかかわらず、基板Wの変形などによって検出できなかった場合にも、装置の操作を中断させることなく自動的にアライメントマーク画像を探索検出してスクライブ動作を続行させることができ、これにより基板Wの位置修正等の作業の煩雑さを解消するとともに、作業時間のロスをなくすことができる。   As described above, even when the alignment mark image should be detected by imaging at the imaging reference position, even when the alignment mark image cannot be detected due to deformation of the substrate W or the like, the operation of the apparatus is automatically performed without interruption. Therefore, the scribing operation can be continued by searching and detecting the alignment mark image, thereby eliminating the troublesome work of correcting the position of the substrate W and the loss of work time.

また、撮像基準位置でアライメントマーク画像が検出できない場合でも、撮像位置を所定ピッチ、かつ、所定の移動順で順次移動させて探索を行うようにして、アライメントマーク画像を検出できるようにしたので、従来のようにテーブル上の位置決め用基準ピンを設けて正確に基板を載置する必要がなくなる。それゆえ、位置決め用基準ピンとスクライブヘッド10とが衝突するおそれがなくなり、スクライブヘッド10を基板Wの周縁まで自由に移動させることができる。   In addition, even when the alignment mark image cannot be detected at the imaging reference position, the search is performed by sequentially moving the imaging position in a predetermined pitch and in a predetermined movement order so that the alignment mark image can be detected. There is no need to place the substrate accurately by providing positioning reference pins on the table as in the prior art. Therefore, there is no possibility that the positioning reference pin and the scribe head 10 collide, and the scribe head 10 can be freely moved to the periphery of the substrate W.

本実施例では、撮像位置を移動して探索する範囲を縦横5mmに制限して、その範囲内にアライメントマークがあれば確実に見つけ出せるようにしているが、探索時間を長くしてもよい場合は、この探索領域を広範囲に広げてもよい。また、制御プログラムの制御パラメータにより、探索の際の1回の移動ピッチを約1.8mmとしたが、許容誤差に応じてピッチを調整してもよい。このとき、前回の撮像視野範囲の一部が重なるようにして、アライメントマークの検出ができない死角領域をなくすようにするのが好ましい。また、本実施例では撮像視野範囲を方形領域にしたが、円形にしてもよい。方形の場合は死角領域をなくすことが容易になる。   In the present embodiment, the range to be searched by moving the imaging position is limited to 5 mm in length and width so that if there is an alignment mark in the range, it can be surely found, but if the search time may be lengthened, This search area may be extended over a wide range. Further, although the movement pitch for one search is about 1.8 mm according to the control parameters of the control program, the pitch may be adjusted according to the allowable error. At this time, it is preferable that a part of the previous imaging visual field range overlap so as to eliminate the blind spot area where the alignment mark cannot be detected. In this embodiment, the imaging field of view is a square area, but it may be circular. In the case of a square, it is easy to eliminate the blind spot area.

なお、カメラ13によるアライメントマーク画像の探索は、縦横5mmの領域を含むようにしているが、この範囲であればLTCC基板の変形によるアライメントマークのずれを充分にカバーできるようになる。   The search for the alignment mark image by the camera 13 includes an area of 5 mm in length and width, but within this range, the alignment mark shift due to deformation of the LTCC substrate can be sufficiently covered.

また、上記実施例では、カメラ13をスクライブヘッド10に一体に取り付けるようにしたが、ブリッジ8に取り付けてもよい。カメラ13と加工用ツール12との位置関係が一対一に対応付けることができればよい。   In the above embodiment, the camera 13 is integrally attached to the scribe head 10, but may be attached to the bridge 8. It is only necessary that the positional relationship between the camera 13 and the processing tool 12 can be associated with one to one.

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施例のみに特定されるものではない。例えば加工対象基板として、歪やすいLTCC基板の他に、ガラス基板、半導体基板、薄膜太陽電池基板等の脆性材料基板全般にも適用することができる。また、スクライブヘッド11に取り付けられる加工用ツール12は、カッターホイールの他に、刃先に方向性のある固定刃等であってもよいし、レーザスクライブを行う場合には、レーザビームを集光してビームスポットにした上で基板に照射するための光学系を備えた光学ツールでもよい。   As mentioned above, although the typical Example of this invention was described, this invention is not necessarily limited only to said Example. For example, as a substrate to be processed, in addition to a LTCC substrate that is easily distorted, it can be applied to a brittle material substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate, or a thin film solar cell substrate. In addition to the cutter wheel, the processing tool 12 attached to the scribe head 11 may be a fixed blade having directionality at the cutting edge. When performing laser scribing, the laser beam is condensed. An optical tool including an optical system for irradiating the substrate after forming a beam spot may be used.

本発明は、LTCC基板等の基板にスクライブ溝を形成するスクライブ装置のような基板加工装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a substrate processing apparatus such as a scribe apparatus that forms a scribe groove on a substrate such as an LTCC substrate.

A アライメントマーク
W 基板
1 スクライブ装置
2 テーブル
13 カメラ
20 制御系
22 制御部
A alignment mark W substrate 1 scribing device 2 table 13 camera 20 control system 22 control unit

Claims (5)

アライメントマークが付された基板をテーブル上に載置し、前記アライメントマークを撮像するために設定した撮像基準位置においてカメラにより撮像されたアライメントマーク画像から前記基板の位置情報を取得し、その位置情報に基づいて加工用ツールによる前記基板への加工位置を定めてから前記基板を加工する基板加工方法であって、
前記撮像基準位置での撮像では前記アライメントマーク画像が検出されないときに、前記カメラ若しくは前記テーブルを移動することで、撮像位置を前記撮像基準位置の周辺に順次移動させるようにして前記アライメントマーク画像を探索し、前記アライメントマーク画像が検出されたときの撮像位置と撮像基準位置との位置ずれ量を算出して前記加工用ツールによる加工位置を補正するようにしたことを特徴とする基板加工方法。
A substrate with an alignment mark is placed on a table, and positional information of the substrate is acquired from an alignment mark image captured by a camera at an imaging reference position set for imaging the alignment mark. A substrate processing method for processing the substrate after determining a processing position on the substrate based on a processing tool,
When the alignment mark image is not detected in the imaging at the imaging reference position, the alignment mark image is moved so that the imaging position is sequentially moved around the imaging reference position by moving the camera or the table. A substrate processing method characterized by searching and correcting a processing position by the processing tool by calculating a positional deviation amount between an imaging position and an imaging reference position when the alignment mark image is detected.
前記アライメントマーク画像の探索時に、前記撮像位置を、前記撮像基準位置を中心としてその周辺を渦巻き状に順次移動させるようにした請求項1に記載の基板加工方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein when searching for the alignment mark image, the imaging position is sequentially moved in a spiral around the imaging reference position. 前記カメラによる各撮像位置での撮像視野範囲は円形または方形とし、隣接する撮像位置の撮像視野範囲が視野の周縁部分で互いに重なるように撮像位置を移動するようにした請求項1または請求項2に記載の基板加工方法。   The imaging field range at each imaging position by the camera is circular or rectangular, and the imaging position is moved so that the imaging field ranges of adjacent imaging positions overlap each other at the peripheral part of the field of view. The board | substrate processing method of description. 前記カメラの撮像位置の移動範囲と撮像視野範囲とによって定まるアライメント画像の検出可能領域は、前記撮影基準位置を中心として少なくとも縦横5mmが含まれる請求項1〜請求項3のいずれかに記載の基板加工方法。   The substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the detectable region of the alignment image determined by the moving range of the imaging position of the camera and the imaging visual field range includes at least 5 mm in length and width with the imaging reference position as a center. Processing method. 前記基板がLTCC基板である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の基板加工方法。
The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate is an LTCC substrate.
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