JP2020126874A - Alignment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アライメント方法に関する。 The present invention relates to an alignment method.
分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されているパッケージ基板に対しては、分割予定ラインに沿って、切削ブレードによる切削加工が実施される。この切削加工を実施するために、加工装置は、分割予定ラインを特定する。このために、たとえば、パッケージ基板の表面に形成されたアライメントマークが用いられる(特許文献1および2参照)。
The package substrate in which the device is formed in the region divided by the dividing line is cut by the cutting blade along the dividing line. In order to carry out this cutting process, the processing device specifies the planned dividing line. For this purpose, for example, an alignment mark formed on the surface of the package substrate is used (see
加工装置では、まず、チャックテーブルに保持されたパッケージ基板をカメラで撮像してアライメントマークを捜索および検出し、その座標を認識する。そして、認識された座標に基づいて、分割予定ラインが切削ブレードの切削方向と平行となるようにチャックテーブルを回転させるθ合わせが実施されるとともに、分割予定ラインが特定される。 In the processing apparatus, first, the package substrate held on the chuck table is imaged by a camera to search and detect the alignment mark, and the coordinates thereof are recognized. Then, based on the recognized coordinates, θ alignment is performed to rotate the chuck table so that the planned division line is parallel to the cutting direction of the cutting blade, and the planned division line is specified.
なお、パッケージ基板を搬送手段によってチャックテーブルに載置する際、実際の載置位置が所定の載置位置から僅かにずれることがある。このため、パッケージ基板がずれて載置されてもアライメントマークを見つけることができるように、アライメントマークの捜索範囲は、カメラの撮像範囲よりも広く設定されている。 When the package substrate is placed on the chuck table by the transfer means, the actual placement position may slightly deviate from the predetermined placement position. For this reason, the search range of the alignment mark is set wider than the imaging range of the camera so that the alignment mark can be found even when the package substrate is placed with a shift.
アライメントマークの捜索では、予め指定された位置を撮像して、その撮像画像内にアライメントマークと一致するところがあるか否かを確認するパターンマッチングが実施される。
しかし、アライメントマークが汚れていたり、不鮮明であったりすると、パターンマッチングによってアライメントマークを見つけることが困難となり、作業者自身でアライメントマークを検出する必要が生じることもある。この場合、狭い撮像領域を用いて目視によってアライメントマークを検出することになるため、検出に多くの時間がかかる。
In the search for the alignment mark, pattern matching is performed in which a predetermined position is imaged and it is confirmed whether or not there is a place that matches the alignment mark in the captured image.
However, if the alignment mark is dirty or unclear, it may be difficult to find the alignment mark by pattern matching, and it may be necessary for the operator to detect the alignment mark. In this case, it takes a lot of time to detect the alignment mark because the alignment mark is visually detected using a narrow imaging area.
本発明の目的は、アライメントマークを素早く検出することにある。 An object of the present invention is to quickly detect alignment marks.
本発明のアライメント方法は、表面に設定された第1の分割予定ラインと、該第1の分割予定ラインと交差する第2の分割予定ラインとによって区画された領域にデバイスが形成されるとともに、該区画された領域の外にアライメントマークが配設されるパッケージ基板を、チャックテーブルによって保持して撮像手段によって撮像することによって撮像画像を取得し、該撮像画像から該アライメントマークを検出し、該アライメントマークに基づいて該第1の分割予定ラインおよび該第2の分割予定ラインを特定するアライメント方法であって、該撮像手段の撮像領域より小さい該アライメントマークを登録する登録工程と、該アライメントマークを見つけるための捜索領域を設定する捜索領域設定工程と、該撮像手段によって該パッケージ基板に設定された該撮像領域に応じた該撮像画像を取得する撮像工程、該撮像画像内における該アライメントマークの有無をパターンマッチングによって確認するパターンマッチング工程、および、該アライメントマークの画素分だけ重複するように該撮像手段の該撮像領域を変更する撮像領域変更工程を含み、該撮像工程、該パターンマッチング工程および該撮像工程を、該アライメントマークを検出するか、あるいは、該撮像画像の累積面積が該捜索領域の面積以上となるまで繰り返す確認工程と、該確認工程で該アライメントマークを検出しなかった場合に、該確認工程で撮像された複数の該撮像画像を結合することによって該累積面積と同じ面積となる結合画像を形成して画面に表示する結合画像表示工程と、該結合画像を目視した作業者によって該アライメントマークが指定された場合に、指定された該アライメントマークに基づいて該第1の分割予定ラインおよび該第2の分割予定ラインを特定する分割予定ライン特定工程と、を含む。 According to the alignment method of the present invention, a device is formed in a region defined by a first planned division line set on the surface and a second planned division line that intersects the first planned division line, and A packaged substrate having alignment marks arranged outside the partitioned area is held by a chuck table and captured by an image capturing unit to obtain a captured image, and the alignment mark is detected from the captured image. An alignment method for identifying the first planned division line and the second planned division line based on an alignment mark, the registration step of registering the alignment mark smaller than the imaging area of the imaging means, and the alignment mark. A search area setting step for setting a search area for finding a target area, an imaging step for acquiring the captured image corresponding to the imaging area set on the package substrate by the imaging means, and the alignment mark in the captured image. A pattern matching step of confirming the presence or absence by pattern matching, and an image pickup area changing step of changing the image pickup area of the image pickup means so as to be overlapped by pixels of the alignment mark, the image pickup step, the pattern matching step, and A confirmation step of repeating the imaging step until the alignment mark is detected or the cumulative area of the captured image becomes equal to or larger than the area of the search area; and a case where the alignment mark is not detected in the confirmation step. , A combined image display step of forming a combined image having the same area as the cumulative area by combining the plurality of captured images captured in the confirmation step and displaying the combined image on a screen, and an operator who visually observes the combined image When the alignment mark is designated by, the planned division line specifying step of specifying the first planned division line and the second planned division line based on the designated alignment mark.
このアライメント方法では、アライメントマークが汚れていたり、不鮮明であったりして、パターンマッチングによってアライメントマークを検出することが困難な場合でも、結合画像を表示することによって、作業者にアライメントマークを指定させることが可能である。このため、アライメントマークを素早く検出することが可能となる。その結果、アライメントにかかる時間の短縮を図ることができる。 With this alignment method, even if the alignment mark is dirty or unclear and it is difficult to detect the alignment mark by pattern matching, the combined image is displayed to allow the operator to specify the alignment mark. It is possible. Therefore, the alignment mark can be detected quickly. As a result, the time required for alignment can be shortened.
図1に示す切削装置1は、チャックテーブル30に保持された板状の被加工物であるパッケージ基板Wに対して、回転する切削ブレード63を切り込ませて切削加工を施す装置である。
The
まず、パッケージ基板Wの構成について説明する。
図2に示すように、被加工物の一例であるパッケージ基板Wは、例えば、所定の合金、PCB(ポリ塩化ビフェニル)等からなる、矩形状の外形を有する基板である。パッケージ基板Wの表面Wa上には、複数(図示の例では3つ)のデバイス領域W1が形成されている。各デバイス領域W1は、余剰領域W2によって囲まれている。
First, the configuration of the package substrate W will be described.
As shown in FIG. 2, a package substrate W, which is an example of a workpiece, is a substrate having a rectangular outer shape made of, for example, a predetermined alloy, PCB (polychlorinated biphenyl), or the like. A plurality of (three in the illustrated example) device regions W1 are formed on the front surface Wa of the package substrate W. Each device area W1 is surrounded by a surplus area W2.
デバイス領域W1は、表面Wa上で直交差する第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2によって、さらに複数の矩形領域に区画されている。各矩形領域には、デバイスDが配設されている。パッケージ基板Wが各分割予定ラインS1・S2に沿って切断されることで、各矩形領域は、デバイスDを備えるチップとなる。デバイス領域W1には、たとえば、分割予定ラインS1・S2およびデバイスDを覆うように、エポキシ樹脂によるパッケージング(図示せず)がなされている。 The device region W1 is further divided into a plurality of rectangular regions by the first planned dividing line S1 and the second planned dividing line S2 which are orthogonal to each other on the front surface Wa. A device D is arranged in each rectangular area. By cutting the package substrate W along the planned dividing lines S1 and S2, each rectangular region becomes a chip including the device D. In the device region W1, for example, packaging with an epoxy resin (not shown) is performed so as to cover the planned dividing lines S1 and S2 and the device D.
また、パッケージ基板Wの四隅には、アライメントマークMが設けられている。このアライメントマークMは、パッケージ基板Wを切削加工する前に実施されるアライメントにおいて用いられる。図1に示すように、アライメントマークMは、分割予定ラインS1・S2によって区画された領域の外、すなわち、デバイス領域W1の外に配設されている。
なお、分割予定ライン毎にアライメントマークMが形成されていてもよい。
Further, alignment marks M are provided at the four corners of the package substrate W. The alignment mark M is used in alignment performed before cutting the package substrate W. As shown in FIG. 1, the alignment mark M is arranged outside the area defined by the planned dividing lines S1 and S2, that is, outside the device area W1.
The alignment mark M may be formed for each planned dividing line.
パッケージ基板Wが加工される際には、図3に示すように、パッケージ基板WのWbに、パッケージ基板Wよりも大きいダイシングテープTが貼着される。ダイシングテープTの粘着面の外周領域には、円形の開口を備える環状フレームFが貼着される。このように、パッケージ基板Wは、ダイシングテープTを介して、環状フレームFによって支持されている。これにより、パッケージ基板Wは、環状フレームFを介してハンドリングされることが可能である。 When the package substrate W is processed, a dicing tape T larger than the package substrate W is attached to Wb of the package substrate W, as shown in FIG. An annular frame F having a circular opening is attached to the outer peripheral area of the adhesive surface of the dicing tape T. In this way, the package substrate W is supported by the annular frame F via the dicing tape T. Thereby, the package substrate W can be handled via the annular frame F.
次に、切削装置1の構成について説明する。図1に示すように、切削装置1は、基台10、基台10に立設された門型コラム14、基台10および門型コラム14を覆う筐体15、および、切削装置1の各部材を制御する制御手段9を備えている。
Next, the configuration of the
基台10上には、切削送り手段11が配設されている。切削送り手段11は、チャックテーブル30を、切削送り方向(X軸方向)に沿って移動させる。切削送り手段11は、X軸方向に延びる一対のガイドレール111、ガイドレール111に載置されたX軸テーブル113、ガイドレール111と平行に延びるボールネジ110、および、ボールネジ110を回転させるモータ112を含んでいる。
Cutting feed means 11 is arranged on the
一対のガイドレール111は、X軸方向に平行に、基台10の上面に配置されている。X軸テーブル113は、一対のガイドレール111上に、これらのガイドレール111に沿ってスライド可能に設置されている。X軸テーブル113上には、保持部3が載置されている。
The pair of
ボールネジ110は、X軸テーブル113の下面側に設けられたナット部(図示せず)に螺合されている。モータ112は、ボールネジ110の一端部に連結されており、ボールネジ110を回転駆動する。ボールネジ110が回転駆動されることで、X軸テーブル113および保持部3が、ガイドレール111に沿って、切削送り方向であるX軸方向に沿って移動する。
The
保持部3は、パッケージ基板Wを保持するチャックテーブル30、チャックテーブル30を支持して回転する回転軸である回転手段31、および、パッケージ基板Wの環状フレームFを挟持固定する複数のクランプ32を有している。クランプ32は、チャックテーブル30の周囲に、周方向に均等間隔を空けて配設されている。
The
チャックテーブル30は、図2および図3に示したパッケージ基板Wを吸着保持するための部材であり、円板状に形成されている。チャックテーブル30は、露出面である保持面30aを有している。保持面30aは、ポーラス材を含み、図示しない吸引源に連通されている。チャックテーブル30は、この保持面30aによって、パッケージ基板Wを吸引保持する。
The chuck table 30 is a member for sucking and holding the package substrate W shown in FIGS. 2 and 3, and is formed in a disc shape. The chuck table 30 has a
チャックテーブル30は、チャックテーブル30の底面側に配設された回転手段31に支持されている。回転手段31は、X軸テーブル113の上面に、XY平面内で回転可能に設けられている。したがって、回転手段31は、チャックテーブル30を支持するとともに、チャックテーブル30をXY平面内で回転駆動することができる。
The chuck table 30 is supported by rotation means 31 arranged on the bottom surface side of the chuck table 30. The rotating
基台10上の後方側(−X方向側)には、門型コラム14が、切削送り手段11を跨ぐように立設されている。門型コラム14の前面(+X方向側の面)には、切削手段6を移動させる切削手段移動機構13が設けられている。切削手段移動機構13は、切削手段6を、Y軸方向にインデックス送りするとともに、Z軸方向に切込み送りする。切削手段移動機構13は、切削手段6をインデックス送り方向(Y軸方向)に移動するインデックス送り手段12、および、切削手段6を切込み送り方向(Z軸方向)に移動する切込み送り手段16を備えている。
On the rear side (−X direction side) on the
インデックス送り手段12は、門型コラム14の前面に配設されている。インデックス送り手段12は、Y軸方向に沿って、切込み送り手段16および切削手段6を往復移動させる。Y軸方向は、X軸方向に対して保持面30aの方向(水平方向)に直交する方向である。
The index feeding means 12 is arranged on the front surface of the
インデックス送り手段12は、Y軸方向に延びる一対のガイドレール121、ガイドレール121に載置されたY軸テーブル123、ガイドレール121と平行に延びるボールネジ120、および、ボールネジ120を回転させるモータ122を含んでいる。
The index feeding means 12 includes a pair of
一対のガイドレール121は、Y軸方向に平行に、門型コラム14の前面に配置されている。Y軸テーブル123は、一対のガイドレール121上に、これらのガイドレール121に沿ってスライド可能に設置されている。Y軸テーブル123上には、切込み送り手段16および切削手段6が載置されている。
The pair of
ボールネジ120は、Y軸テーブル123の背面側に設けられたナット部(図示せず)に螺合されている。モータ122は、ボールネジ120の一端部に連結されており、ボールネジ120を回転駆動する。ボールネジ120が回転駆動されることで、Y軸テーブル123、切込み送り手段16および切削手段6が、ガイドレール121に沿って、インデックス送り方向であるY軸方向に移動する。
The
切込み送り手段16は、切削手段6をZ軸方向(鉛直方向)に沿って往復移動させる。Z軸方向は、X軸方向およびY軸方向に直交するとともに、チャックテーブル30の保持面30aに対して直交する方向である。
The cutting feed means 16 reciprocates the cutting means 6 along the Z-axis direction (vertical direction). The Z-axis direction is a direction that is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction and is orthogonal to the holding
切込み送り手段16は、Z軸方向に延びる一対のガイドレール161、ガイドレール161に載置された支持部材163、ガイドレール161と平行に延びるボールネジ160、および、ボールネジ160を回転させるモータ162を含んでいる。
The cutting feed means 16 includes a pair of
一対のガイドレール161は、Z軸方向に平行に、Y軸テーブル123に配置されている。支持部材163は、一対のガイドレール161上に、これらのガイドレール161に沿ってスライド可能に設置されている。支持部材163の下端部には、切削手段6が取り付けられている。
The pair of
ボールネジ120は、支持部材163の背面側に設けられたナット部(図示せず)に螺合されている。モータ162は、ボールネジ160の一端部に連結されており、ボールネジ160を回転駆動する。ボールネジ160が回転駆動されることで、支持部材163および切削手段6が、ガイドレール161に沿って、切込み送り方向であるZ軸方向に移動する。
The
切削手段6は、支持部材163の下端に設けられたハウジング61、Y軸方向に延びる回転軸60、回転軸60に装着される切削ブレード63、および、回転軸60を駆動するモータ(図示せず)を備えている。
回転軸60は、ハウジング61によって回転可能に支持されている。モータが回転軸60を回転駆動することにより、切削ブレード63が高速回転する。
The cutting means 6 includes a
The rotating
さらに、切削手段6は、ハウジング61の前面に、パッケージ基板Wを低倍率で撮像するマクロ撮像手段51、および、パッケージ基板Wを高倍率で撮像するミクロ撮像手段52を備えている。マクロ撮像手段51は、撮像手段の一例に相当する。マクロ撮像手段51およびミクロ撮像手段52と、切削手段6とは、連動して、Y軸方向およびZ軸方向へと移動する。
Further, the cutting means 6 includes, on the front surface of the
マクロ撮像手段51は、たとえば、撮像素子、低倍率の対物レンズ、および照明等から構成されている(すべて図示せず)。マクロ撮像手段51では、たとえば、1ピクセルが10μmである。
ミクロ撮像手段52は、たとえば、図示しない撮像素子、高倍率の対物レンズ、および照明等から構成されている(すべて図示せず)。ミクロ撮像手段52では、たとえば、倍率がマクロ撮像手段51の10倍であり、1ピクセルが1μmである。
The macro image pickup means 51 is composed of, for example, an image pickup element, a low-magnification objective lens, illumination, and the like (all not shown). In the macro image pickup means 51, for example, one pixel is 10 μm.
The micro image pickup means 52 is composed of, for example, an image pickup device (not shown), a high-magnification objective lens, and illumination (all are not shown). In the micro image pickup means 52, for example, the magnification is 10 times that of the macro image pickup means 51, and one pixel is 1 μm.
制御手段9は、種々のデータおよびプログラムを記憶する記憶部91を備えている。制御手段9は各種の処理を実行し、切削装置1の各構成要素を統括制御する。
たとえば、制御手段9には、各種検出器(図示せず)からの検出結果が入力される。さらに、制御手段9は、切削送り手段11によるチャックテーブル30の切削送り量の制御、切削手段移動機構13による切削手段6のインデックス送り量および切込み送り量の制御、ならびに、回転手段31によるチャックテーブル30の回転量(角度位置)の制御(θ合わせ)を実施する。
また、制御手段9は、切削手段6のモータを制御してパッケージ基板Wに対する切削加工を実施するとともに、マクロ撮像手段51およびミクロ撮像手段52を制御して、それらの撮像領域に対する撮像を実施する。
The
For example, the detection results from various detectors (not shown) are input to the control means 9. Further, the
Further, the
また、筐体15の前面には、タッチパネル40が設置されている。タッチパネル40には、切削装置1の加工状況、および、切削装置1によるパッケージ基板Wに対する加工に関する加工条件等の各種情報が表示される。また、タッチパネル40は、加工条件等の各種情報を入力するためにも用いられる。このように、タッチパネル40は、情報を入力するための入力手段として機能するとともに、入力された情報を表示するための表示手段としても機能する。
A
次に、パッケージ基板に対する切削加工の前に実施されるアライメントの方法、すなわち、チャックテーブル30に保持されたパッケージ基板Wの第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2を特定するための方法について説明する。 Next, in order to identify the alignment method performed before cutting the package substrate, that is, the first planned dividing line S1 and the second planned dividing line S2 of the package substrate W held on the chuck table 30. The method will be described.
本実施形態にかかるアライメント方法では、制御手段9が、チャックテーブル30によって保持されたパッケージ基板Wを、マクロ撮像手段51によって撮像する。マクロ撮像手段51の撮像領域は、第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2によって区画された領域(すなわちデバイスDの大きさ)よりも小さい。制御手段9は、この撮像領域に応じた撮像画像を取得する。さらに、制御手段9は、撮像画像からアライメントマークMを検出し、アライメントマークMに基づいて第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2を特定する。
In the alignment method according to the present embodiment, the
以下に、本アライメント方法の各工程について説明する。
(1)登録工程
この工程では、制御手段9が、図2に示したパッケージ基板WのアライメントマークMを、記憶部91に登録(保存)する。
アライメントマークMの登録は、たとえば、以下のように実施される。
Below, each process of this alignment method is demonstrated.
(1) Registration Step In this step, the control means 9 registers (stores) the alignment mark M of the package substrate W shown in FIG.
The registration of the alignment mark M is performed as follows, for example.
まず、図1に示すチャックテーブル30により、パッケージ基板Wが、表面Waを上側に向けた状態で、吸引保持される。そして、パッケージ基板Wを吸引保持したチャックテーブル30が、切削送り手段11によって、X軸方向に移動される。また、マクロ撮像手段51が、インデックス送り手段12によってY軸方向に移動される。これにより、マクロ撮像手段51の対物レンズの直下に、パッケージ基板Wの1つの角部が配置される。
First, the chuck table 30 shown in FIG. 1 sucks and holds the package substrate W with the front surface Wa thereof facing upward. Then, the chuck table 30 holding the package substrate W by suction is moved in the X-axis direction by the cutting feed means 11. Further, the
そして、図4に示すように、パッケージ基板Wの表面Waに、マクロ撮像手段51の撮像領域510が設定され、パッケージ基板Wの表面Waが撮像されて、撮像画像が形成される。
Then, as shown in FIG. 4, the
アライメントマークMは、マクロ撮像手段51における撮像領域510よりも小さい。そして、アライメントマークMは、本実施形態では、撮像領域510よりも小さい二点鎖線で示す矩形領域の画像として登録される。すなわち、アライメントマークM全体を含むターゲット画像GTが、記憶部91に記憶される。
The alignment mark M is smaller than the
さらに、制御手段9は、アライメントマークMから、第2の分割予定ラインS2の幅の中心を通る中心線までの距離Lxを、記憶部91に記憶する。また、制御手段9は、アライメントマークMから、第1の分割予定ラインS1の幅の中心を通る中心線までの距離Lyを、記憶部91に記憶する。
Further, the
多くの場合、切削装置1では、複数枚の同種類のパッケージ基板Wが、連続的に切削加工される。登録工程は、切削加工の前工程(準備工程)であり、たとえば、一枚目のパッケージ基板Wを切削する前に、一枚目のパッケージ基板Wを用いて行われる。登録工程は、二枚目以降のパッケージ基板Wを切削する際に再実施される必要はない。
In many cases, in the
(2)捜索領域設定工程
この工程は、実際に切削される個々のパッケージ基板Wに対して、パッケージ基板Wがチャックテーブル30に保持されたときに実施される。
(2) Search Area Setting Step This step is performed when the package substrate W is held on the chuck table 30 for each package substrate W that is actually cut.
この工程では、まず、図1に示すチャックテーブル30によって、新たに切削されるパッケージ基板Wが、表面Waを上側に向けた状態で吸引保持される。チャックテーブル30が、切削送り手段11によってX軸方向に移動される。また、マクロ撮像手段51が、インデックス送り手段12によってY軸方向に移動され、マクロ撮像手段51の対物レンズの直下に、パッケージ基板Wの1つの角部が配置される。
In this step, first, the chuck table 30 shown in FIG. 1 sucks and holds the newly cut package substrate W with the front surface Wa facing upward. The chuck table 30 is moved in the X-axis direction by the cutting feed means 11. Further, the
そして、図5に示すように、パッケージ基板Wの表面Waの角部に、捜索領域SAが設定される。この捜索領域SAは、たとえば、アライメントマークMが見つかる可能性が高い領域であり、所定の面積を有する。この捜索領域SAは、図4に示したマクロ撮像手段51の撮像領域510よりも大きい。
Then, as shown in FIG. 5, a search area SA is set at a corner of the front surface Wa of the package substrate W. The search area SA is, for example, an area in which the alignment mark M is likely to be found, and has a predetermined area. This search area SA is larger than the
(3)確認工程
確認工程以降の工程では、登録工程において登録されたアライメントマークM等を用いて、パッケージ基板Wにおける第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2が特定される。
そして、確認工程は、撮像工程、パターンマッチング工程および撮像領域変更工程を含む。
(3) Confirmation Step In the steps after the confirmation step, the first planned division line S1 and the second planned division line S2 in the package substrate W are specified using the alignment marks M and the like registered in the registration step.
Then, the confirmation process includes an imaging process, a pattern matching process, and an imaging region changing process.
確認工程では、まず、制御手段9は、図6示すように、パッケージ基板Wの表面Waに設定された捜索領域SA内に、捜索領域SAよりも小さいマクロ撮像手段51の撮像領域510を設定する。制御手段9は、この撮像領域510を撮像して、撮像画像G1を取得する。撮像画像G1の大きさは、撮像領域510の大きさと同じである。制御手段9は、撮像画像G1を記憶部91に記憶する(撮像工程)。
In the confirmation step, first, as shown in FIG. 6, the control means 9 sets an
その後、撮像画像G1に対するパターンマッチングが実施される。すなわち、制御手段9は、パターンマッチング部93を備えている(図1参照)。このパターンマッチング部93は、撮像画像G1に対して、アライメントマークMに関するパターンマッチングを実施する。すなわち、パターンマッチング部93は、撮像画像G1内におけるアライメントマークMの有無、すなわち、撮像画像G1内におけるターゲット画像GT(図4参照)の有無を、パターンマッチングによって確認する。
After that, pattern matching is performed on the captured image G1. That is, the
たとえば、パターンマッチング部93は、所定の解像度の仮想的な画面に表示された図6に示す撮像画像G1上に、ターゲット画像GTを重ね合わせる。そして、パターンマッチング部93は、撮像画像G1上で、ターゲット画像GTを、たとえば1ピクセルずつ、X軸方向あるいはY軸方向に移動させながら、撮像画像G1中のターゲット画像GTと最も相関性が高い領域を、ターゲット画像GTとマッチングする領域として検出する(パターンマッチング工程)。
For example, the
図6に示す例では、撮像画像G1中に、ターゲット画像GT(ターゲット画像GTの全体)が含まれていない。このため、パターンマッチング部93は、撮像画像G1中にターゲット画像GTとマッチングする領域を検出しない。この場合、制御手段9は、マクロ撮像手段51の撮像領域510を変更して、パッケージ基板Wの表面Waを再撮像する。
In the example illustrated in FIG. 6, the captured image G1 does not include the target image GT (the entire target image GT). Therefore, the
すなわち、制御手段9は、図1に示す切削送り手段11によって、パッケージ基板Wを保持するチャックテーブル30を、マクロ撮像手段51に対して相対的に、−X方向に所定距離だけ移動する。チャックテーブル30の該移動距離は、マクロ撮像手段51の撮像領域510のX軸方向における長さから、アライメントマークMのX軸方向の画素分だけ短い値となる。すなわち、制御手段9は、アライメントマークMの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段51の撮像領域510を変更する(撮像領域変更工程)。
That is, the control means 9 moves the chuck table 30 holding the package substrate W relative to the macro imaging means 51 by a predetermined distance in the −X direction by the cutting feed means 11 shown in FIG. The moving distance of the chuck table 30 is a value that is shorter than the length of the
チャックテーブル30が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段51の撮像領域510が、図7に示すように、撮像画像G1を撮像した際の撮像領域から、+X方向にずれた位置に配される。
By moving the chuck table 30 as described above, the
そして、制御手段9は、パッケージ基板Wの表面Waに新たに設定された撮像領域510をマクロ撮像手段51によって撮像して、図7に示す撮像画像G2を取得し、記憶部91に記憶する(2回目の撮像工程)。その後、制御手段9のパターンマッチング部93が、上述した撮像画像G1と同様に、撮像画像G2に対して、アライメントマークMに関するパターンマッチングを実施する(2回目のパターンマッチング工程)。
Then, the
図7に示す撮像画像G2中にもターゲット画像GTの全体が含まれていないため、パターンマッチング部93は、撮像画像G2中にターゲット画像GTとマッチングする領域を検出しない。この場合、制御手段9は、マクロ撮像手段51の撮像領域510を再変更して、パッケージ基板Wの表面Waを再々撮像する。
Since the entire target image GT is not included in the captured image G2 shown in FIG. 7, the
すなわち、制御手段9は、図1に示すインデックス送り手段12によって、マクロ撮像手段51を、チャックテーブル30に対して相対的に、−Y方向に所定距離だけ移動する。マクロ撮像手段51の移動距離は、例えば、マクロ撮像手段51の撮像領域510のY軸方向における長さから、アライメントマークMのY軸方向の画素分だけ短い値となる。すなわち、制御手段9は、アライメントマークMの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段51の撮像領域510を変更する(2回目の撮像領域変更工程)。
That is, the control means 9 moves the macro imaging means 51 relative to the chuck table 30 by a predetermined distance in the −Y direction by the index feeding means 12 shown in FIG. The moving distance of the
マクロ撮像手段51が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段51の撮像領域510が、図8に示すように、撮像画像G2を撮像した際の撮像領域から、−Y方向にずれた位置に配される。
By moving the macro image pickup means 51 as described above, the
そして、制御手段9は、新たに設定された撮像領域510をマクロ撮像手段51によって撮像して、図8に示す撮像画像G3を取得し、記憶部91に記憶する(3回目の撮像工程)。その後、制御手段9のパターンマッチング部93が、上述した撮像画像G1およびG2と同様に、撮像画像G3に対して、アライメントマークMに関するパターンマッチングを実施する(3回目のパターンマッチング工程)。
Then, the
図8に示す撮像画像G3中にもターゲット画像GTの全体が含まれていないため、ターゲット画像GTとマッチングする領域は検出されず、制御手段9は、マクロ撮像手段51の撮像領域510をさらに変更して、パッケージ基板Wの表面Waをさらに撮像する。
Since the captured image G3 shown in FIG. 8 does not include the entire target image GT, a region matching the target image GT is not detected, and the
すなわち、制御手段9は、図1に示す切削送り手段11によって、チャックテーブル30を、マクロ撮像手段51に対して相対的に、−X方向に所定距離だけ移動する。この際、1回目の撮像領域変更工程と同様に、制御手段9は、アライメントマークMの画素分だけ重複するように、マクロ撮像手段51の撮像領域510を変更する(3回目の撮像領域変更工程)。
That is, the control means 9 moves the chuck table 30 by a predetermined distance in the −X direction relative to the macro imaging means 51 by the cutting feed means 11 shown in FIG. 1. At this time, similarly to the first image pickup area changing step, the
チャックテーブル30が上記のように移動されることで、マクロ撮像手段51の撮像領域510が、図9に示すように、撮像画像G3を撮像した際の撮像領域から、−X方向にずれた位置に配される。
As the chuck table 30 is moved as described above, the
そして、制御手段9は、パッケージ基板Wの表面Waに新たに設定された撮像領域510をマクロ撮像手段51によって撮像して、図9に示す撮像画像G4を取得し、記憶部91に記憶する(4回目の撮像工程)。その後、制御手段9のパターンマッチング部93が、上述した撮像画像G1等と同様に、撮像画像G4に対して、アライメントマークMに関するパターンマッチングを実施する(4回目のパターンマッチング工程)。
Then, the
図9に示す撮像画像G4中には、ターゲット画像GTの全体が含まれている。このため、制御手段9は、本来であれば、パターンマッチングによって、ターゲット画像GTすなわちアライメントマークMを検出することができる。しかし、アライメントマークMが汚れていたり不鮮明であったりする場合、パターンマッチングによってターゲット画像GTを検出することは困難である。
したがって、この場合、制御手段9は、1〜3回目のパターンマッチングと同様に、パターンマッチングによってターゲット画像GTを検出しなかったと判断する。
The entire target image GT is included in the captured image G4 shown in FIG. Therefore, the
Therefore, in this case, the
このようにして、制御手段9は、マクロ撮像手段51の撮像領域510を代えながら撮像画像を取得し、パターンマッチングを実施してゆく。この際、図10に示すように、撮像領域510の移動経路Rが、上方から見て、パッケージ基板W上において時計回り方向の渦巻き状の軌跡を描くように、撮像領域510が変更される(スパイラルサーチ)。
In this way, the
そして、制御手段9は、確認工程における撮像工程、パターンマッチング工程および撮像領域変更工程を、パターンマッチング部93によるパターンマッチングによって、撮像画像内にアライメントマークMを見つけるか、あるいは、取得した撮像画像の累積面積が、捜索領域SAの面積以上となるまで、繰り返す。
Then, the
確認工程において、パターンマッチング部93が、パターンマッチングにより、撮像画像中のターゲット画像GTとマッチングする領域を検出して、アライメントマークMを見つけ出した場合、制御手段9は、アライメントマークMのX軸座標位置およびY軸座標位置を取得して、記憶部91に記憶する。
In the confirmation step, when the
一方、制御手段9は、撮像画像に対するパターンマッチングによってはアライメントマークMを見つけ出せず、複数の撮像画像の累積面積が閾面積以上となった場合、確認工程を終了し、結合画像表示工程を実施する。
On the other hand, when the alignment mark M cannot be found by pattern matching with respect to the captured images and the cumulative area of the plurality of captured images is equal to or larger than the threshold area, the
なお、制御手段9は、撮像画像の累積面積を算出する際、画像における互いに重複している部分を重ねて累積することを回避するように構成されている。すなわち、制御手段9は、撮像画像における従前の撮像画像に含まれていない部分を累積することによって、撮像画像の累積面積を算出する。
It should be noted that the
(4)結合画像表示工程
この工程では、制御手段9は、図11に示すように、それまでに取得した全ての撮像画像を結合することによって、撮像画像の累積面積と同じ面積を有する結合画像GAを形成し、この結合画像GAを、画面であるタッチパネル40に表示する。これに応じて、作業者が、結合画像GAを目視し、その内部にあるアライメントマークMを検出して、タッチパネル40におけるアライメントマークMの表示部分を指定する。たとえば、作業者は、タッチパネル40におけるアライメントマークMの表示部分を、指でタッチする。
(4) Combined image display step In this step, as shown in FIG. 11, the
これに応じて、制御手段9は、タッチパネル40における作業者に指定された部分に基づいて、アライメントマークMの位置を特定し、そのX軸座標位置およびY軸座標位置を取得して、記憶部91に記憶する。
In response to this, the
このようにして、制御手段9は、パターンマッチングあるいは作業者による指定に基づいて、アライメントマークMのX軸座標位置およびY軸座標位置を特定および記憶する。 In this way, the control means 9 specifies and stores the X-axis coordinate position and the Y-axis coordinate position of the alignment mark M based on pattern matching or designation by the operator.
(5)分割予定ライン特定工程
制御手段9は、アライメントマークMのX軸座標位置およびY軸座標位置に基づいて、第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2を特定する。
(5) Scheduled division line specifying step The control means 9 specifies the first scheduled division line S1 and the second scheduled division line S2 based on the X-axis coordinate position and the Y-axis coordinate position of the alignment mark M.
すなわち、制御手段9は、上記の各工程において実施されるアライメントマークMの検出を、X軸方向において互いに離れた位置にある複数のアライメントマークMについて実施する。
That is, the
そして、制御手段9は、複数のアライメントマークMの位置に基づいて、パッケージ基板Wの第1の分割予定ラインS1を、X軸方向と概ね平行に合わせるθ合わせを実施する。θ合わせでは、制御手段9は、複数のアライメントマークMのY軸座標位置が略一致するように、パッケージ基板Wを吸引保持しているチャックテーブル30の角度位置を、回転手段31によって調整する。このようにして、第1の分割予定ラインS1をX軸方向と略平行にするθ合わせが完了する。
Then, the control means 9 performs the θ adjustment for aligning the first planned dividing line S1 of the package substrate W substantially in parallel with the X-axis direction based on the positions of the plurality of alignment marks M. In the θ adjustment, the
さらに、制御手段9は、切削送り手段11およびインデックス送り手段12を用いて、ミクロ撮像手段52の撮像領域に、パッケージ基板Wの表面Waの中心を位置付け、アライメントマークMを含む撮像画像を取得する。制御手段9は、撮像画像内におけるアライメントマークMのY軸座標位置の、ミクロ撮像手段52の基準線(ヘアライン)からのずれを許容値内とするように、インデックス送り手段12によって、ミクロ撮像手段52をY軸方向に移動する。 Further, the control means 9 uses the cutting feed means 11 and the index feed means 12 to position the center of the front surface Wa of the package substrate W in the image pickup area of the micro image pickup means 52 and obtain a picked-up image including the alignment mark M. .. The control means 9 uses the index feeding means 12 to make the deviation of the Y-axis coordinate position of the alignment mark M within the picked-up image from the reference line (hairline) of the micro-imaging means 52 within an allowable value. 52 is moved in the Y-axis direction.
その後、制御手段9は、インデックス送り手段12によって、アライメントマークMから第1の分割予定ラインS1の幅方向の中心線までの距離Lyだけ、ミクロ撮像手段52をY軸方向に移動させる。これにより、ミクロ撮像手段52のヘアラインが第1の分割予定ラインS1に重ねられる。制御手段9は、この際のY軸方向のヘアラインの座標位置を、第1の分割予定ラインS1の位置として記憶部91に記憶する。
なお、マクロ撮像手段51が撮像するアライメントマークMと、ミクロ撮像手段52が撮像するアライメントマークMとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
After that, the
The alignment mark M imaged by the
その後、制御手段9は、チャックテーブル30を90度回転させて、同様に、ミクロ撮像手段52のヘアラインを第2の分割予定ラインS2に重ねて、第2の分割予定ラインS2の位置を記憶部91に記憶する。 After that, the control means 9 rotates the chuck table 30 by 90 degrees, similarly, superimposes the hairline of the micro imaging means 52 on the second planned division line S2, and stores the position of the second planned division line S2 in the storage section. Store in 91.
このようにして、制御手段9は、パッケージ基板Wの第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2を特定する。これにより、アライメントが完了する。 In this way, the control means 9 identifies the first planned division line S1 and the second planned division line S2 of the package substrate W. This completes the alignment.
アライメントの完了後、制御手段9は、切削手段6の切削ブレード63を、記憶部91に記憶された第1の分割予定ラインS1のY軸座標位置に配置する。制御手段9は、切込み送り手段16によって、切削手段6を、−Z方向に降下させて所定の切込み送り位置に配置し、切削ブレード63を回転させる。そして、制御手段9は、切削送り手段11によって、パッケージ基板Wを保持するチャックテーブル30を、切削手段6に向かって所定の切削送り速度で切削送りする。
After the completion of the alignment, the
このようにして、切削ブレード63が、第1の分割予定ラインS1を切削する。制御手段9は、インデックス送り手段12を用いて切削される第1の分割予定ラインS1を代えながら、全ての第1の分割予定ラインS1を切削する。
In this way, the
さらに、制御手段9は、チャックテーブル30を90度回転させて、同様に第2の分割予定ラインS2の切削を実施する。これにより、制御手段9は、パッケージ基板Wの全ての分割予定ラインS1・S2を切削することができる。 Further, the control means 9 rotates the chuck table 30 by 90 degrees and similarly cuts the second planned dividing line S2. Thereby, the control means 9 can cut all the planned dividing lines S1 and S2 of the package substrate W.
以上のように、切削装置1のアライメント方法では、撮像画像に対するパターンマッチングによってはアライメントマークMを見つけ出せず、取得された複数の撮像画像の累積面積が捜索領域SAの面積以上となった場合、制御手段9は、結合画像表示工程を実施する。そして、結合画像表示工程では、制御手段9は、それまでに取得した全ての撮像画像を結合することによって結合画像GA(図11参照)を形成し、この結合画像GAをタッチパネル40に表示する。結合画像GAを目視した作業者がアライメントマークMを検出および指定すると、制御手段9は、作業者に指定されたアライメントマークMの位置を特定および記憶する。そして、制御手段9は、アライメントマークMに基づいて、これを用いた位置調整(θ合わせ等)を経て、第1の分割予定ラインS1および第2の分割予定ラインS2を特定する。
なお、捜索領域SAの面積以上となったら撮像画像の取得を停止することで撮像画像を蓄積させメモリを圧迫させることが防止できる。
As described above, in the alignment method of the
It should be noted that it is possible to prevent the captured images from being accumulated and pressure on the memory by stopping the acquisition of the captured images when the area becomes equal to or larger than the area of the search area SA.
このように、このアライメント方法では、アライメントマークMが汚れていたり、不鮮明であったりして、パターンマッチングによってアライメントマークMを検出することが困難な場合でも、結合画像を表示することによって、作業者にアライメントマークMを指定させることが可能である。このため、アライメントマークMを素早く検出することが可能となる。その結果、アライメントにかかる時間の短縮を図ることができる。 As described above, according to this alignment method, even if the alignment mark M is dirty or unclear and it is difficult to detect the alignment mark M by pattern matching, the operator can display the combined image. Can specify the alignment mark M. Therefore, the alignment mark M can be detected quickly. As a result, the time required for alignment can be shortened.
なお、本実施形態のアライメント方法は、パッケージ基板Wに対してレーザー照射によって所望の加工を施すレーザー加工装置において実施されてもよい。 The alignment method of the present embodiment may be carried out in a laser processing apparatus that performs desired processing on the package substrate W by laser irradiation.
また、上述した登録工程は、本実施形態に示した手法に限定されない。たとえば、記憶部91には、加工対象のパッケージ基板の種類ごとに対応する各加工条件を複数リスト化したデバイスデータが予め記憶されている場合がある。加工条件とは、パッケージ基板に適切な切削加工を施すための各種の設定を含むデータであり、各種の設定は、図1に示す切削送り手段11によるチャックテーブル30の切削送り速度、インデックス送り手段12による切削手段6のインデックス送り量、および、アライメントマークに関する情報を含む。
Further, the registration process described above is not limited to the method shown in this embodiment. For example, the
この場合、作業者が、図1に示すパッケージ基板Wの適切な加工条件をデバイスデータから選択することに応じて、制御手段9が、デバイスデータに記録されているアライメントマークを、アライメントマークMとして登録してもよい。この場合、アライメントマークMの登録のためのマクロ撮像手段51による撮像は不要となる。
In this case, in response to the operator selecting an appropriate processing condition for the package substrate W shown in FIG. 1 from the device data, the control means 9 sets the alignment mark recorded in the device data as the alignment mark M. You may register. In this case, the image pickup by the macro
また、割予定ライン特定工程において、マクロ撮像手段51を用いたマクロアライメントの実施後に、ミクロ撮像手段52を用いた、より精度の高いθ合わせ工程を実施してもよい。この工程は、アライメントマークMの一部をミクロアライメントマークとしてミクロ撮像手段52によって撮像し、これによって得られる撮像画像に基づいて実施されることが可能である。 Further, in the planned split line specifying step, after performing macro alignment using the macro image pickup means 51, a more accurate θ alignment step using the micro image pickup means 52 may be performed. This step can be performed based on a captured image obtained by capturing a part of the alignment mark M as a micro alignment mark by the micro image capturing means 52.
1:切削装置、
3:保持部、30:チャックテーブル、31:回転手段、
9:制御手段、91:記憶部、93:パターンマッチング部、
11:切削送り手段、12:インデックス送り手段、16:切込み送り手段、
6:切削手段、63:切削ブレード、
51:マクロ撮像手段、52:ミクロ撮像手段、510:撮像領域、
40:タッチパネル、
W:パッケージ基板、S1:第1の分割予定ライン、S2:第2の分割予定ライン、
M:アライメントマーク、GT:ターゲット画像、
SA:捜索領域、G1〜G4:撮像画像、GA:結合画像
1: Cutting device,
3: holding part, 30: chuck table, 31: rotating means,
9: control means, 91: storage unit, 93: pattern matching unit,
11: cutting feed means, 12: index feed means, 16: cutting feed means,
6: cutting means, 63: cutting blade,
51: macro imaging means, 52: micro imaging means, 510: imaging area,
40: Touch panel,
W: package substrate, S1: first planned dividing line, S2: second planned dividing line,
M: alignment mark, GT: target image,
SA: search area, G1 to G4: captured image, GA: combined image
Claims (1)
該撮像手段の撮像領域より小さい該アライメントマークを登録する登録工程と、
該アライメントマークを見つけるための捜索領域を設定する捜索領域設定工程と、
該撮像手段によって該パッケージ基板に設定された該撮像領域に応じた該撮像画像を取得する撮像工程、該撮像画像内における該アライメントマークの有無をパターンマッチングによって確認するパターンマッチング工程、および、該アライメントマークの画素分だけ重複するように該撮像手段の該撮像領域を変更する撮像領域変更工程を含み、該撮像工程、該パターンマッチング工程および該撮像工程を、該アライメントマークを検出するか、あるいは、該撮像画像の累積面積が該捜索領域の面積以上となるまで繰り返す確認工程と、
該確認工程で該アライメントマークを検出しなかった場合に、該確認工程で撮像された複数の該撮像画像を結合することによって該累積面積と同じ面積となる結合画像を形成して画面に表示する結合画像表示工程と、
該結合画像を目視した作業者によって該アライメントマークが指定された場合に、指定された該アライメントマークに基づいて該第1の分割予定ラインおよび該第2の分割予定ラインを特定する分割予定ライン特定工程と、
を含むアライメント方法。 A device is formed in a region partitioned by a first planned dividing line set on the surface and a second planned dividing line intersecting the first planned dividing line, and outside the partitioned region. The package substrate on which the alignment mark is arranged is held by the chuck table and is imaged by the image pickup means to obtain a picked-up image, the alignment mark is detected from the picked-up image, and the first mark is detected based on the alignment mark. An alignment method for identifying a first planned division line and the second planned division line,
A registration step of registering the alignment mark smaller than the imaging area of the imaging means;
A search area setting step of setting a search area for finding the alignment mark;
An image pickup step of obtaining the picked-up image corresponding to the image pickup area set on the package substrate by the image pickup means, a pattern matching step of confirming the presence or absence of the alignment mark in the picked-up image by pattern matching, and the alignment An image pickup area changing step of changing the image pickup area of the image pickup means so as to overlap only pixels of the mark, and the image pickup step, the pattern matching step and the image pickup step are performed by detecting the alignment mark, or A confirmation step repeated until the cumulative area of the captured image becomes equal to or larger than the area of the search area;
When the alignment mark is not detected in the confirmation step, a plurality of the captured images captured in the confirmation step are combined to form a combined image having the same area as the cumulative area and displayed on the screen. Combined image display process,
When the alignment mark is designated by the operator who visually inspected the combined image, the planned division line specifying the first planned division line and the second planned division line based on the designated alignment mark. Process,
An alignment method including.
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