JP6143668B2 - 電子部品製造用の切断装置及び切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の切断線において被切断物を切断して複数の電子部品を製造する際に使用される、電子部品製造用の切断装置及び切断方法に関するものである。

電子部品を製造する際に、回転刃（回転ブレード）を使用して被切断物を切断することによって複数の電子部品に個片化すること（singulation ）が、広く実施されている（例えば、特許文献１参照）。被加工物（切断対象物）としては、第１に、電気的に機能する機能部としての回路が作り込まれた半導体ウェーハ（シリコンウェーハ、化合物半導体ウェーハ等）が挙げられる。第２に、複数の能動素子又は抵抗素子等の受動素子（機能部）が作り込まれた基板（セラミックス基板等）が挙げられる。第３に、基板と、基板が有する複数の領域にそれぞれ装着されたチップ状部品（機能部）と、複数の領域が一括して覆われるようにして平板状に形成された封止樹脂とを有する、封止済基板が挙げられる。封止済基板においては、複数のチップ状部品が一括して樹脂封止されている。

封止済基板が有する基板には、銅や鉄系合金等からなるリードフレーム、ガラスエポキシ積層板、銅張りポリイミドフィルムの積層板等を基材とするプリント基板（プリント配線板）が含まれる。更に、基板には、アルミナ、炭化珪素、サファイア等を基材とするセラミックス基板、銅やアルミニウム等の金属を基材とする金属ベース基板、ポリイミドフィルム等を基材とするフィルムベース基板等が含まれる。チップ状部品には、それぞれチップ状の半導体集積回路（semiconductor integrated circuit ；ＩＣと略称する）、光半導体素子、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、サーミスタ等が含まれる。基板における１個の領域には１個のチップ状部品が装着されていてもよく、複数個のチップ状部品が装着されていてもよい。１個の領域に装着された複数個のチップ状部品は、同種であってもよく、異種であってもよい。封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が硬化して形成された硬化樹脂が使用される。

従来、基板における切断位置を決定するためにリニアスケールが使用される。リニアスケールは、小さい線膨張係数を有する特殊な結晶化ガラスからなり、例えば、１μｍの間隔で幅が１μｍである多数の被検出線が形成されている測長基準部材である（例えば、特許文献１の第４頁、第１図参照）。

以下、被加工物である半導体ウェーハＷを切断する技術について特許文献１の第１図及び第３〜９頁を参照して説明する。特許文献１によれば、主基台２の上壁に案内レール１６が固定される。可動支持基台６の水平部１２が案内レール１６に沿って滑動自在に装着される。主基台２の上に、パルスモータ２２と、パルスモータ２２の出力軸に接続され水平に延在する雄ねじロッド２０とが設けられる。雄ねじロッド２０にはブロック２７が螺合される。ブロック２７の上面が、可動支持基台６の水平部の下面に固定される。パルスモータ２２が作動して雄ねじロッド２０が回転すると、ブロック２７に固定された可動支持基台６が案内レール１６に沿って水平方向（第１図における左右方向）に移動する。

主基台２の底壁上にリニアスケール３０が配設される。可動支持基台６の水平部には、下方に突出する垂下片３４が固定される。垂下片３４には、リニアスケール３０の被検出線を検出する光電式検出器３６が装着される。可動支持基台６が案内レール１６に沿って１μｍ移動すると、光電式検出器３６が、リニアスケール３０が有する１本の被検出線を検出して１個のパルス信号を生成する。生成されたパルス信号は、可動支持基台６の移動制御に使用される。

可動支持基台６には、円筒形状の支持部材１０が取り付けられる。支持部材１０の自由端即ち左端には、軸受部材６０が固定される。軸受部材６０には、回転軸６２が回転自在に装着される。回転軸６２の左端部は軸受部材６０を越えて突出しており、その先端には薄円板形状の切断ブレード６８が固定される。電動モータでよい駆動源７０が回転軸６２を回転させる。軸受部材６０上には取付ブラケット９０が固定され、取付ブラケット９０に測長基準部材９２が片持支持される。測長基準部材９２は、リニアスケールと考えることができる。支持部材１０の基端部即ち右端部には突出片３４が固定され、突出片３４上には、測長基準部材９２の被検出線を検出する光電式検出器９６が装着される。

光電式検出器９６は、測長基準部材９２に基いて、支持部材１０の第１図において左右方向の線膨張（即ち熱膨張又は熱収縮）による長さの変化、即ち線膨張量を検出する。光電式検出器９６が生成する信号、即ち支持部材１０の第１図において左右方向の線膨張による長さの変化を示す信号は、制御手段８６に供給される。制御手段８６は、光電式検出器９６から供給される信号に応じて、切断ブレード６８の位置付け移動を補償、更に詳しくは駆動手段１８の駆動源２２の作動制御を補償する。

特開昭６２−１７３１４７号公報（第３〜９頁、第１図）

近年、電子部品の低価格化を目的として１枚の基板当たりの電子部品の数（取れ数）を増やすために、基板が大型化する傾向と電子部品が小型化する傾向とが強い。基板が大型化する傾向として、第１に、ほぼ円形の形状を有するシリコンウェーハについては、大きさが直径５インチ（約１５０ｍｍ）から直径２００ｍｍ、直径３００ｍｍへと推移している。将来、直径４５０ｍｍの大きさを有するシリコンウェーハが採用される予定である。第２に、封止済基板に使用される基板としては、６０×２４０ｍｍ程度の寸法を有する基板から、１００×３００ｍｍの寸法を有する基板へと推移している。将来的には３００×３００ｍｍ、３８０×３８０ｍｍの寸法を有する基板へと推移するという予測もある。封止済基板の場合においても、直径３００ｍｍ、直径４５０ｍｍの大きさを有するほぼ円形の基板が使用されるという予測もある。

基板の大型化と電子部品の小型化とに伴い、以下の問題が発生する。第１の問題は、基板が大型化することに起因してリニアスケールを長大化する必要があるので、リニアスケールが高価になることである。第２の問題は、切断ブレード６８が基板（特許文献１では半導体ウェーハＷ）を連続して切断する時間が長くなるので、駆動源７０が支持部材１０を加熱することによって支持部材１０の熱膨張量が大きくなることである。このことによって、切断ブレード６８の位置付け移動を補償するためのリニアスケール（特許文献１では測長基準部材９２）が必須になる。したがって、リニアスケールと光電式検出器との組合せが２組必要になる。これらの２つの問題は、切断装置の低価格化を妨げる。

第３の問題は、１枚の基板当たり、基板の大型化と電子部品の小型化とに伴い切断線の長さが増加するので、特許文献１における可動支持基台６の移動距離が増加することである。このことによって、特許文献１における雄ねじロッド２０の発熱量が増加する。このことは、特許文献１において半導体ウェーハＷが保持される保持手段７２を熱膨張させやすくする。保持手段７２にはリニアスケールと光電式検出器との組合せは設けられていない。したがって、熱膨張によって保持手段７２の寸法が変動した場合には、その寸法の変動を補正することは困難である。

第４の問題は、１枚の基板当たり、基板の大型化と取れ数の増加とに伴い切断線の数が増加するので、切断ブレード６８の位置付け移動を補償する回数が増加することである。このことは、補償に要する時間を増加させるので、切断工程の効率化を妨げる。

上述した問題に鑑み、本発明は、単純な構成を採用することによって安価で効率的な電子部品製造用の切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、複数の位置合わせマーク及び複数の領域を有する基板と該複数の領域にそれぞれ設けられた機能部とを有する被加工物を複数の領域の境界線に沿って切断して複数の電子部品を製造する際に使用され、被加工物が固定されるステージと、切断部と、ステージと切断部とを相対的に移動させる駆動部と、切断部が装着され駆動部によって駆動される被駆動部材と、被加工物を撮像する撮像部と、駆動機構による移動を少なくとも制御する制御部とを備える電子部品製造用の切断装置であって、ステージに対して一体的に固定され低熱膨張性材料からなる測長基準部材と、測長基準部材に設けられた少なくとも２つの基準マークとを備え、撮像部は切断部に対して一体的に固定され、基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は既知であり、撮像部が第１の基準マークを撮像し、撮像部が複数の位置合わせマークのうちの第１の位置合わせマークを撮像し、制御部が、第１の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と、第１の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第１の位置合わせマークの座標を算出し、撮像部が第２の基準マークを撮像し、撮像部が複数の位置合わせマークのうちの第２の位置合わせマークを撮像し、制御部が、第２の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と、第２の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第２の位置合わせマークの座標を算出し、制御部が、第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、複数の領域の境界線のうち切断しようとする切断線と回転刃とを位置合わせすることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、上述の切断装置において、撮像部は、切断線において被加工物が切断された後に切断線における切断の品位を検査するために撮像する撮像部を兼ねることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、上述の切断装置において、切断部はスピンドルと該スピンドルが有する回転軸と該回転軸に固定された回転刃とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、上述の切断装置において、切断部はレーザ光照射機構を有することを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、上述の切断装置において、低熱膨張性材料はガラス系材料、セラミックス系材料、又は、合金のいずれか１つであることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、上述の切断装置において、少なくとも２つの基準マークは、エッチング、機械加工、又は、印刷のいずれかによって形成されたことを特徴とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、複数の位置合わせマーク及び複数の領域を有する基板と該複数の領域にそれぞれ設けられた機能部とを有する被加工物を、切断部を使用して複数の領域の境界線に沿って切断して複数の電子部品を製造する電子部品製造用の切断方法であって、被加工物が固定されるステージを準備する工程と、低熱膨張性材料からなり、ステージに対して一体的に固定され、少なくとも２つの基準マークを有する測長基準部材を準備する工程と、切断部に対して一体的に固定された撮像部を準備する工程と、基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標を予め知る工程と、ステージに被加工物を固定する工程と、撮像部を使用して第１の基準マークを撮像する第１の工程と、撮像部を使用して複数の位置合わせマークのうちの第１の位置合わせマークを撮像する第２の工程と、第１の工程における撮像部の位置と第２の工程における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第１の位置合わせマークの座標を算出する工程と、撮像部を使用して第２の基準マークを撮像する第３の工程と、撮像部を使用して複数の位置合わせマークのうちの第２の位置合わせマークを撮像する第４の工程と、第３の工程における撮像部の位置と第４の工程における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第２の位置合わせマークの座標を算出する工程と、第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、複数の領域の境界線のうち切断しようとする切断線と切断部とを位置合わせする工程と、切断線において被加工物を切断する工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、上述の切断方法において、被加工物を切断する工程の後に、撮像部を使用して切断線における切断の品位を検査する工程を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、上述の切断方法において、切断部はスピンドルと該スピンドルが有する回転軸と該回転軸に固定された回転刃とを有し、位置合わせする工程では切断線と回転刃とを位置合わせし、切断する工程では被加工物に回転刃を接触させることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、上述の切断方法において、切断部はレーザ光照射機構を有し、位置合わせする工程では切断線とレーザ光照射機構が照射するレーザ光とを位置合わせし、切断する工程では被加工物にレーザ光を照射することを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、上述の切断方法において、低熱膨張性材料はガラス系材料、セラミックス系材料、又は、合金のいずれか１つであることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品製造用の切断方法は、上述の切断方法において、測長基準部材を準備する工程の前に、エッチング、機械加工、又は、印刷のいずれかによって少なくとも２つの基準マークを形成する工程を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステージに固定され低熱膨張性材料からなる測長基準部材と、測長基準部材に設けられた少なくとも２つの基準マークとを備える。基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は既知である。第１の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と、基板が有する第１の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第１の位置合わせマークの座標を算出する。第２の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と基板が有する第２の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第２の位置合わせマークの座標を算出する。第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、複数の境界線のうち切断しようとする切断線と回転刃とを位置合わせする。この構成によれば、第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は熱膨張の影響を受けにくい。したがって、この座標系における第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とを精度良く決定することができる。基板がそれぞれ有する第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、切断線と回転刃とを位置合わせする。これらのことにより、リニアスケールを使用することなく、第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の距離を精度良く測定することができ、加えて、被加工物を精度良く切断することができる。

本発明によれば、ステージに固定され低熱膨張性材料からなる測長基準部材と、測長基準部材に設けられた少なくとも２つの基準マークとを使用する。このことによって、ステージが加熱されて熱膨張した場合においても、第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は熱膨張の影響を受けにくい。したがって、ステージが熱膨張した影響を受けて被加工物を切断する精度が低下することを抑制することができる。

本発明によれば、切断部に対して一体的に固定された撮像部を使用して、各基準マークと各位置合わせマークとを撮像し、それぞれ撮像した際の撮像部の位置に基づいて、第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とを算出する。このことによって、各切断線ごとに切断ブレード６８の位置付け移動を補償する必要がなくなる。したがって、切断工程を効率化することができる。

本発明に係る切断装置の要部を示す平面図である。 図２（１）、（２）は、本発明の実施例１において測長基準部材に基準マークを形成する第１の態様を示す正面図及び平面図であり、図２（３）〜（５）は、第２〜第４の態様をそれぞれ示す正面図である。 本発明の実施例１において基板が有する位置合わせマークと測長基準部材との関係の変形例を示し、図３（１）は長方形の基板を、図３（２）は円形のシリコンウェーハをそれぞれ対象とする平面図である。

本発明に係る電子部品製造用の切断装置は、ステージに固定され低熱膨張性材料からなる測長基準部材と、測長基準部材に設けられた少なくとも２つの基準マークとを備える。基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は既知である。第１の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と、基板が有する第１の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第１の位置合わせマークの座標を算出する。第２の基準マークを撮像した時点における撮像部の位置と、基板が有する第２の位置合わせマークを撮像した時点における撮像部の位置とに基づいて、座標系における第２の位置合わせマークの座標を算出する。第１の位置合わせマークの座標と第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、複数の境界線のうち切断しようとする切断線と回転刃とを位置合わせする。

［実施例１］
図１を参照して、本発明の実施例１に係る電子部品製造用の切断装置を説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して、模式的に描かれている。同一の構成要素には同一の符号を付して、説明を適宜省略する。

図１に示されるように、電子部品製造用の切断装置１は、ステージ２と、ステージ２をθ方向に回転させる回転機構３とを有する。切断装置１の基台（図示なし）にはサーボモータ４が固定される。サーボモータ４の回転軸にはボールねじ５が固定される。ボールねじ５は、サーボモータ４によって駆動される被駆動部材である。ボールねじ５にはスライダ６が取り付けられる。具体的には、スライド６の内部に設けられた貫通雌ねじ穴（図示なし。スライダ６に設けられたナットの貫通雌ねじ穴でもよい。）に、ボールねじ５がはめ込まれる。スライダ６は回転機構３の本体に固定される。これらの構成により、ステージ２は、図１に示されたθ方向に回転し、Ｙ方向に沿って移動する。

切断装置１の基台（図示なし）にはサーボモータ７が固定される。サーボモータ７の回転軸にはボールねじ８が固定される。ボールねじ８は、サーボモータ７によって駆動される被駆動部材である。ボールねじ８にはスライダ９が取り付けられる。具体的には、スライド９の内部に設けられた貫通雌ねじ穴（図示なし。スライダ９に設けられたナットの貫通雌ねじ穴でもよい。）に、ボールねじ８がはめ込まれる。スライダ９にはスピンドル１０が固定される。したがって、スピンドル１０はスライダ９を介してボールねじ８に取り付けられる。

スピンドル１０の回転軸１１には、薄い円形状の回転刃１２が固定される。スピンドル１０と回転軸１１と回転刃１２とは、切断装置１が有する切断部に含まれる。切断装置１には、この切断部をＺ方向に移動させる駆動機構（図示なし）が設けられる。制御部ＣＴＬは、少なくとも、回転刃１２の回転方向及び回転数と、ステージ２とスピンドル１０との相対的な移動方向及び移動速度とを制御する、制御手段である。

スピンドル１０の本体には、撮像部であるカメラ１３が固定される。カメラ１３は、スピンドル１０に対して一体的に固定される。これらの構成によって、スピンドル１０と回転軸１１と回転刃１２とスピンドル１０に対して一体的に固定されたカメラ１３とは、ひとまとまりになって、図１に示されたＸ方向に沿って移動する。すなわち、切断部とカメラ１３とが一体化された構成要素がＸ方向に沿って移動する。

なお、カメラ１３が有する視野の中心と回転刃の厚さの中心との間におけるＸ方向に沿う距離ＬＡと、その視野の中心と回転軸１１の中心との間におけるＹ方向に沿う距離ＬＢとは、いずれもできるだけ小さいことが好ましい。加えて、カメラ１３が、被加工物が切断された後にその切断された部分（切断溝）における切断の品位を検査するために撮像するカメラ（いわゆるカーフチェックカメラ）を兼ねることができる。

本出願書類においては、「Ａに対して一体的に固定されたＢ」等の文言は、複数の構成要素（この場合にはＡ及びＢ）がひとまとまりになってそのひとまとまりが移動できることを意味する。「一体的に固定された」等の文言は、ひとまとまりになって移動できる複数の構成要素が互いに分離できる場合を含む。加えて、「ＡとＢとが一体化されたＣ」等の表現は、ＣにＡ及びＢ以外の構成要素が含まれることを排除しない。

ステージ２の上面には治具（図示なし）が固定されることができる。治具又はステージ２の上面に、被加工物である封止済基板１４が一時的に固定される。封止済基板１４を一時的に固定するためには、例えば、吸着治具、クランプ治具、ステージ２の上面に貼付した粘着テープ等が使用される。封止済基板１４は基板１５を有する。基板１５は複数の領域１６を有する。複数の領域１６のそれぞれにおける一方の面には１個又は複数個のチップ状部品（図示なし）が装着される。基板１５においてチップ状部品が装着された一方の面には、チップ状部品を保護することを目的として、硬化樹脂からなる封止樹脂（図示なし）が形成される。基板１５における少なくとも他方の面（図示されている面）には、複数個の（図１では４個の）位置合わせマークＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４が形成されている。位置合わせマークＡ１と位置合わせマークＡ２との間の距離（Ｘ方向に沿う距離）が、知りたい距離である被算出距離ＬＸである。

ステージ２には、低熱膨張性材料によって構成された測長基準部材１７が一体的に固定される。図１に示されたように横長の形状を有する封止済基板１４を切断する場合には、ステージ２は横長の形状を有する。封止済基板１４とステージ２との形状は、いずれも通常は横長の長方形である。この場合には、ステージ２が有する横長の部分に、ねじ止め等の方法によって測長基準部材１７を固定する。

ボールねじ５からステージ２に熱伝導することに起因するステージ２の熱膨張の影響を低減する必要がある場合には、次のようにしてステージ２に測長基準部材１７を固定することが好ましい。それは、測長基準部材１７において、ボールねじ５に近い側（図１の左側）をステージ２に堅固に固定し、ボールねじ５から遠い側（図１の右側）を図のＸ方向に沿って微小に移動できるようにして固定することである。このように構成することによって、ステージ２が熱膨張して伸長したとしても、測長基準部材１７はその伸長の影響を受けにくい。

測長基準部材１７において、基板１５の位置合わせマークＡ１、Ａ２の付近には、それぞれ第１の基準マークＭ１と第２の基準マークＭ２とが形成されている。形成された基準マークＭ１と基準マークＭ２との間の距離（Ｘ方向に沿う距離）である基準距離ＬＳは、予め高精度に測定されており、既知である。

本実施例においては、第１に、基準マークＭ１と位置合わせマークＡ１とをできるだけ近づけて設けることが好ましい。第２に、基準マークＭ２と位置合わせマークＡ２とをできるだけ近づけて設けることが好ましい。言い換えれば、基準マークＭ１と位置合わせマークＡ１との間のＸ方向に沿う距離である被測定距離Ｌ１と、基準マークＭ２と位置合わせマークＡ２との間のＸ方向に沿う距離である被測定距離Ｌ２とは、できるだけ小さいことが好ましい。これらのことによって、知りたい距離である被算出距離ＬＸと被測定距離Ｌ１、Ｌ２との間には、Ｌ１＜＜ＬＸ及びＬ２＜＜ＬＸという関係が成立する。

図１を参照して、本実施例において被算出距離ＬＸ（Ｘ方向に沿う距離）を測定する方法を説明する。まず、カメラ１３を使用して、基準マークＭ１と位置合わせマークＡ１とを順次撮影する。

次に、基準マークＭ１と位置合わせマークＡ１とをそれぞれ撮影した時点におけるカメラ１３の位置に基づいて、基準マークＭ１の位置を基準にした位置合わせマークＡ１の位置を算出する。ここまでの工程によって、基準マークＭ１と位置合わせマークＡ１との間のＸ方向に沿う距離である被測定距離Ｌ１を得ることができる。Ｌ１＜＜ＬＸという関係が成立するので、被測定距離Ｌ１を精度よく得ることができる。言い換えれば、基準マークＭ１の位置を基準にした座標系において、位置合わせマークＡ１のＸ座標を精度よく算出することができる。

次に、ここまでの工程と同様にして、基準マークＭ２の位置を基準にした位置合わせマークＡ２の位置を算出する。このことによって、基準マークＭ２と位置合わせマークＡ２との間のＸ方向に沿う距離である被測定距離Ｌ２を得ることができる。Ｌ２＜＜ＬＸという関係が成立するので、被測定距離Ｌ２を精度よく得ることができる。

次に、図１から明らかなように、ＬＸ＝ＬＳ−Ｌ１−Ｌ２という関係を利用する。具体的には、それぞれ得られた被測定距離Ｌ１及び被測定距離Ｌ２と既知である基準距離ＬＳとを使用して、式：ＬＸ＝ＬＳ−Ｌ１−Ｌ２に基づいて被算出距離ＬＸを算出する。基準距離ＬＳは予め精度よく知られている。加えて、Ｌ１、Ｌ２＜＜ＬＸという関係に基づいて、被測定距離Ｌ１、Ｌ２が精度よく得られる。したがって、被算出距離ＬＸを精度よく算出することができる。言い換えれば、基準マークＭ１の位置を基準にした座標系において、位置合わせマークＡ２のＸ座標を精度よく算出することができる。

次に、それぞれ設計値であって既知である、位置合わせマークＡ１と最左端の切断線との間の距離、位置合わせマークＡ２と最右端の切断線との間の距離、及び、Ｘ方向に沿う領域１６の数Ｎ（図１ではＮ＝８）を、制御部ＣＴＬから呼び出す。これらの距離及び領域１６の数Ｎを使用して、ステージ２に一時的に固定された封止済基板１４における各切断線のＸ方向に沿う位置（Ｘ座標）を得ることができる。

次に、Ｘ方向に沿う各切断線１６のうちの１本の切断線１６に対して回転刃１２を精度よく位置合わせする。その後に、回転刃１２の下側における周端部に切削水を供給しながらステージ２を＋Ｙ方向に移動させる。このことによって、回転刃１２を使用して、その切断線１６において封止済基板１４を完全に切断する（フルカットする）。

ここまでの説明においては、Ｘ方向に沿う距離及び各切断線の位置について説明した。同様にして、位置合わせマークＡ１と位置合わせマークＡ２との間のＹ方向に沿う被算出距離（図示なし）を、精度よく得ることができる。ここまでの工程によって、基準マークＭ１を基準にした座標系において、第１の位置合わせマークＡ１の座標及び第２の位置合わせマークＡ２の座標（いずれもＸＹ座標）と、Ｘ方向とＹ方向とに沿う各切断線の位置とを、精度よく得ることができる。したがって、各切断線に対して回転刃１２を精度よく位置合わせできる。

ここまでの工程におけるそれぞれの計算、得られた被測定距離Ｌ１、Ｌ２の記憶等を、制御部ＣＴＬを使用して行うことができる。

本実施例によれば、スピンドル１０に対して一体的に固定されたカメラ１３を使用して各基準マークＭ１、Ｍ２と各位置合わせマークＡ１、Ａ２とを撮像し、それぞれ撮像した際のカメラ１３の位置に基づいて、第１の位置合わせマークＡ１の座標と第２の位置合わせマークＡ２の座標とを算出する。このことによって、第１に、スピンドル１０が装着されたボールねじ８がサーボモータ７によって駆動されることによって発熱して熱膨張した場合において、ボールねじ８が熱膨張した影響を受けて各位置合わせマークＡ１、Ａ２と回転刃１２との間の距離が変動することが抑制される。

第２に、ボールねじ８が発熱してその熱の影響を受けてスピンドル１０が熱膨張した場合において、カメラ１３を使用して切断溝の位置を測定することによって熱膨張の影響を補正することができる。

これらのことにより、リニアスケールと光電式検出器との組合せを使用することなく、ボールねじ８が熱膨張した影響とスピンドル１０が熱膨張した影響とを受けて封止済基板１４を切断する精度が低下することを、抑制することができる。したがって、封止済基板１４を切断する精度が低下することを抑制しつつ、切断装置の低価格化を図ることができる。

本実施例によれば、ステージ２に対して、低熱膨張性材料１８によって構成された測長基準部材１７が一体的に固定される。このことによって、ステージが加熱されて熱膨張した場合においても、基準マークＭ１を原点とした座標系における基準マークＭ２の座標は熱膨張の影響を受けにくい。したがって、ステージ２が熱膨張した影響を受けて被加工物を切断する精度が低下することを抑制することができる。

本実施例によれば、多数の切断線を有する封止済基板１４を切断する場合に、少数の位置合わせマークである位置合わせマークＡ１の座標と位置合わせマークＡ２の座標とを算出する。これにより、回転刃１４の移動を補償する回数が増加することが抑制される。したがって、切断工程の効率化を図ることができる。

本実施例によれば、カメラ１３は、切断線１６において封止済基板１４が切断された後に、切断溝が形成されたその切断線１６における切断の品位を検査するためのカメラを兼ねる。したがって、切断線１６と回転刃１２とを位置合わせするための新たなカメラを設けることなく、封止済基板１４を精度良く切断することができる。

なお、図１には、ステージ２が有する２つの長辺のうち１つ（図１における下側の辺）に測長基準部材１７が一体的に固定される例を示した。これに代えて、図１における上側の辺に測長基準部材１７が一体的に固定される構成を採用してもよい。ステージ２が有する２つの長辺の双方に測長基準部材１７が一体的に固定される構成を採用してもよい。

図２を参照して、測長基準部材１７について説明する。測長基準部材１７の本体は、低熱膨張性材料１８によって構成される。低熱膨張性材料は、ガラス系材料、セラミックス系材料、又は、合金のうちのいずれか１つである。ガラス系材料としては、例えば、クリアセラム−Ｚ（クリアセラムは登録商標）、ゼロデュア（ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標））が挙げられる。セラミックス系材料としては、例えば、コージライト、ネクセラ（ＮＥＸＣＥＲＡ（登録商標））が挙げられる。合金としては、例えば、インバー（鉄及びニッケルをベースとする合金であってＦｅ−Ｎｉ３６％のもの）、スーパーインバー、ノビナイト（登録商標）が挙げられる。

図２を参照して、測長基準部材１７に基準マークＭ１、Ｍ２、・・・を形成する４つの態様を説明する。図２（１）、（２）には、４つの態様のうちの第１の態様が示される。まず、それぞれ基準マーク（図示なし）が予め形成された薄い円板状の基準板１９を４個準備する。各基準板１９には、エッチング等の方法によって、例えば”＋”の形状からなる基準マークが予め形成されている。

直方体状（立方体状を含む）の形状を有する基体２０を４個準備する。各基体２０においては、平らな底面を有する凹部２１が予め形成されている。凹部２１の底面に基準板１９を貼付する。各基体２０の上面に、凹部２１をすべて覆うようにして、例えばサファイアガラスからなる薄板状の保護ガラス２２を貼付する。ここまでの工程によって４個の基準部材２３が完成する。

次に、低熱膨張性材料１８の上面に４個の基準部材２３をそれぞれ固定する。例えば、低熱膨張性材料１８の下面から、それぞれねじ（図示なし）を使用して４個の基準部材２３を固定する。

次に、高精度の測定システム（例えば、株式会社ニコン製であるＣＮＣ画像測定システムＮＥＸＩＶ等）を使用して、形成された基準マークＭ１と基準マークＭ２との間の基準距離ＬＳ（図２（２）参照）を高精度に測定する。測長基準部材１７は低熱膨張性材料によって構成されているので、周辺温度又はステージ２の温度が変動した場合においても基準距離ＬＳの長さの変動は非常に小さい。ここまでの工程によって、基準距離ＬＳの値が既知である測長基準部材１７が完成する。

次に、ねじ止め等の方法によって、ステージ２に測長基準部材１７を固定する（図１参照）。ボールねじ５の発熱に起因するステージ２の熱膨張の影響を低減する必要がある場合には、次の２つの方式を併用してステージ２に測長基準部材１７を固定することが好ましい。それは、第１に、測長基準部材１７におけるボールねじ５に近い側（図１の左側）において、測長基準部材１７をステージ２に堅固に固定することである。第２に、測長基準部材１７におけるボールねじ５から遠い側（図１の右側）において、測長基準部材１７を図のＸ方向に沿って微小に移動できるようにして固定することである。

図２（３）には、測長基準部材１７に基準マークＭ１、Ｍ２を形成する４つの態様のうちの第２の態様が示される。測長基準部材１７の本体である低熱膨張性材料１８の上面には、平らな底面を有する凹部２１が予め形成されている。凹部２１の底面に基準板１９を貼付する。低熱膨張性材料１８の上面に、各凹部２１をすべて覆うようにして薄板状の保護ガラス２２を貼付する。

図２（４）には、測長基準部材１７に基準マークＭ１、Ｍ２を形成する４つの態様のうちの第３の態様が示される。低熱膨張性材料１８の上面に、エッチング、機械加工等の方法を使用して基準マークＭ１、Ｍ２、・・・を直接形成する。低熱膨張性材料１８の上面に、基準マークＭ１、Ｍ２、・・・をすべて覆うようにして薄板状の保護ガラス２２を貼付する。機械加工としては振動切削加工等を使用することができる。

図２（５）には、測長基準部材１７に基準マークＭ１、Ｍ２を形成する４つの態様のうちの第４の態様が示される。エッチング、印刷等の方法を使用して、透光性を有するフィルム２４に基準マークＭ１、Ｍ２、・・・を直接形成する。基準マークＭ１、Ｍ２、・・・が直接形成されたフィルム２４を、低熱膨張性材料１８の上面に貼付する。

図３を参照して、被切断物１４と基準マークＭ１、Ｍ２、・・・との関係のうち、図１に示された関係とは異なる変形例を説明する。図３（１）に示されるように、被加工物である封止済基板１４が有する基板１５は、左端における位置合わせマークＡ１、Ａ３と、右端における位置合わせマークＡ２、Ａ４とを有する。加えて、基板１５は、中央における位置合わせマークＡ５、Ａ６を有する。基板１５は複数の領域１６を有し、各領域１６はＸ方向（図３における左右方向）とＹ方向（図３における上下方向）とにそれぞれ沿う複数の切断線２５によって区切られる。

測長基準部材１７において、基板１５の中央における位置合わせマークＡ５、Ａ６の付近には基準マークＭ５、Ｍ６が形成されている。基準マークＭ１〜Ｍ５間、基準マークＭ２〜Ｍ５間、基準マークＭ３〜Ｍ６間、及び、基準マークＭ４〜Ｍ６間の距離は、いずれも基準距離であって予め高精度に測定されており既知である。

本変形例は、図１に示される被切断物１４が横長であって、かつ、Ｘ方向に沿う寸法が大きい場合に有効である。例えば、基準マークＭ１〜Ｍ５間の基準距離と、基準マークＭ２〜Ｍ５間の基準距離とに基づいて、位置合わせマークＡ１、Ａ２、Ａ５の座標を得ることができる。これによって、位置合わせマークＡ１、Ａ５間の各切断線の位置と、位置合わせマークＡ２、Ａ５間の各切断線の位置とを、いずれも精度よく得ることができる。

図３（２）は、ほぼ円形の形状を有するシリコンウェーハ２６を被切断部とする例を示す。シリコンウェーハ２６には、結晶方向の基準になるノッチ２７が形成されている。シリコンウェーハ２６には、結晶方向に対して関係付けられた位置合わせマークＡ１〜Ａ４が形成される。シリコンウェーハ２６が一時的に固定されるステージ２８には、測長基準部材２９が固定される。測長基準部材２９における位置合わせマークＡ１〜Ａ４の付近には、基準マークＭ１〜Ｍ４が形成される。この構成によれば、図１に示された構成の場合と同様の効果が得られる。

図３（２）において、被切断物として、シリコンウェーハ２６に代えて、シリコンウェーハ２６に突起状電極（ｂｕｍｐ）と封止樹脂とが形成された封止済基板を使用することができる。加えて、シリコンウェーハ２６と同様の形状を有するプリント基板等を有する封止済基板を使用することができる。この封止済基板においては、プリント基板等は複数の領域を有し、各領域にチップ状部品が装着され、それらのチップ状部品が硬化樹脂によって一括して樹脂封止されている。この場合において、プリント基板等の形状は正方形又は正方形に近い長方形でもよい。

（実施例２）
以下、切断部がレーザ照射機構である場合における実施例を説明する。本実施例においては、加工部としてレーザ光照射機構を使用する。加工部としてレーザ光照射機構を使用する場合においても、被加工物の搬送系におけるボールねじ等の熱膨張に起因する寸法変動が発生する可能性がある。したがって、被加工物の搬送系における寸法変動が発生した場合において実施例１と同様の効果が得られる。

ここまで説明した効果に加えて、本発明によれば以下の効果が得られる。それは、回転刃１２の周端部が収容される溝がステージ２の上面に設けられている場合を対象にする効果である。具体的には、基板１５の寸法のばらつき、基板１５の寸法の変動、又は、ステージ２の上に封止済基板１４を載置する際の位置ずれのうちの少なくともいずれかに起因する回転刃１２の破損及びステージ２の上面における傷の発生を防止するという効果である。

この効果を具体的に説明する。基板１５の大型化に伴い、第１に、基板１５自体の寸法のばらつきが大きくなる。第２に、樹脂封止工程などにおいて基板１５が加熱されることによる熱膨張に起因する封止済基板１４の寸法の変動（寸法の増大）が大きくなる。第３に、切断工程において、切削水によって冷却されたステージ２に長時間固定されることによって、熱収縮に起因する封止済基板１４の寸法の変動（寸法の減少）が大きくなる。これらのことに起因して、回転刃１２の周端部が収容される溝がステージ２の上面に設けられている場合に、回転刃１２の周端部がステージ２の上面における溝以外の部分に接触することがある。この接触は、回転刃１２の周端部の破損及びステージの上面における傷の発生を引き起こす。

本実施例によれば、封止済基板１４が有する基板１５における、被測定距離Ｌ１、Ｌ２を精度よく測長することができるので、位置合わせマークＡ１、Ａ２間の被算出距離ＬＸとを、精度よく算出することができる。制御部ＣＴＬが、被測定距離Ｌ１、Ｌ２を測長して、更に被算出距離ＬＸを算出して、それらの距離のいずれかが許容範囲外であると判断した場合には、例えば、制御部ＣＴＬは以下のように動作する。

制御部ＣＴＬは、ステージ２に対する封止済基板１４の固定を解除した後に、ステージ２の上に封止済基板１４を載置して、再び一時的に固定する。制御部ＣＴＬは、被測定距離Ｌ１、Ｌ２を再び測長し、被算出距離ＬＸを再び算出して、それらの距離が許容範囲内にあるか否かを再び判断する。それらの距離が許容範囲内にあると制御部ＣＴＬが判断した場合には、最初に許容範囲外であると判断した原因は、ステージ２の上に封止済基板１４を載置する際の位置ずれであると推測することができる。したがって、制御部ＣＴＬはその封止済基板１４に対する処理を続行する。

制御部ＣＴＬが、２回目の判断においても、被測定距離Ｌ１、Ｌ２と被算出距離ＬＸとのいずれかが許容範囲外であると判断した場合には、その封止済基板１４を切断装置１から取り除く。この場合には、切断装置１とは別の切断装置を使用してその封止済基板１４を切断する。この切断装置においては、粘着テープを使用して封止済基板１４をステージに一時的に固定する。このことによって、被測定距離Ｌ１、Ｌ２と被算出距離ＬＸとのいずれかが許容範囲外である場合であっても、回転刃の周端部は粘着テープを切断するにとどまる。したがって、回転刃の周端部の破損及びステージ表面における傷の発生を防止することができる。

なお、ここまで説明した各実施例において、図１には、封止済基板１４において封止樹脂が形成された面（一方の面）がステージ２の上面に固定される例が示される。これに限らず、封止樹脂が形成されない面（他方の面）をステージ２の上面に固定してもよい。言い換えれば、基板１５が有する位置合わせマークＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を上方からカメラ１３が撮像できる状態であればよい。

各実施例においては、いわゆるフルカットについて説明した。これに限らず、いわゆるハーフカットに対して本発明を適用することもできる。

各実施例においては、スピンドル１０及びステージ２を移動するための駆動源として、それぞれサーボモータ４、７を使用した。サーボモータ４、７に代えてステッピングモータを使用してもよい。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 切断装置
２、２８ ステージ
３ 回転機構
４、７ サーボモータ（駆動部）
５、８ ボールねじ（被駆動部材）
６、９ スライダ
１０ スピンドル（切断部）
１１ 回転軸（切断部）
１２ 回転刃（切断部）
１３ カメラ（撮像部）
１４ 封止済基板（被切断物）
１５ 基板
１６ 領域
１７、２９ 測長基準部材
１８ 低熱膨張性材料
１９ 基準板
２０ 基体
２１ 凹部
２２ 保護ガラス
２３ 基準部材
２４ フィルム
２５ 切断線
２６ シリコンウェーハ（被切断物）
２７ ノッチ
Ａ１ 位置合わせマーク（第１の位置合わせマーク）
Ａ２ 位置合わせマーク（第２の位置合わせマーク）
Ａ３〜Ａ６ 位置合わせマーク
ＣＴＬ 制御部
Ｌ１ 被測定距離
Ｌ２ 被測定距離
ＬＳ 基準距離
ＬＸ 被算出距離
Ｍ１ 基準マーク（第１の基準マーク）
Ｍ２ 基準マーク（第２の基準マーク）
Ｍ３〜Ｍ６ 基準マーク

Claims (12)

1. 複数の位置合わせマーク及び複数の領域を有する基板と該複数の領域にそれぞれ設けられた機能部とを有する被加工物を前記複数の領域の境界線に沿って切断して複数の電子部品を製造する際に使用され、前記被加工物が固定されるステージと、切断部と、前記ステージと前記切断部とを相対的に移動させる駆動部と、前記切断部が装着され前記駆動部によって駆動される被駆動部材と、前記被加工物を撮像する撮像部と、前記駆動部による移動を少なくとも制御する制御部とを備える電子部品製造用の切断装置であって、
   前記ステージに対して一体的に固定され低熱膨張性材料からなる測長基準部材と、
   前記測長基準部材に設けられた少なくとも２つの基準マークとを備え、
   前記撮像部は前記切断部に対して一体的に固定され、
   前記基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標は既知であり、
   前記撮像部が前記第１の基準マークを撮像し、
   前記撮像部が前記複数の位置合わせマークのうちの第１の位置合わせマークを撮像し、
   前記制御部が、前記第１の基準マークを撮像した時点における前記撮像部の位置と、前記第１の位置合わせマークを撮像した時点における前記撮像部の位置とに基づいて、前記座標系における前記第１の位置合わせマークの座標を算出し、
   前記撮像部が前記第２の基準マークを撮像し、
   前記撮像部が前記複数の位置合わせマークのうちの第２の位置合わせマークを撮像し、
   前記制御部が、前記第２の基準マークを撮像した時点における前記撮像部の位置と、前記第２の位置合わせマークを撮像した時点における前記撮像部の位置とに基づいて、前記座標系における前記第２の位置合わせマークの座標を算出し、
   前記制御部が、前記第１の位置合わせマークの座標と前記第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、前記複数の領域の境界線のうち切断しようとする切断線と前記切断部とを位置合わせすることを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
2. 請求項１に記載された電子部品製造用の切断装置において、
   前記撮像部は、前記切断線において前記被加工物が切断された後に前記切断線における切断の品位を検査するために撮像する撮像部を兼ねることを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
3. 請求項２に記載された電子部品製造用の切断装置において、
   前記切断部はスピンドルと該スピンドルが有する回転軸と該回転軸に固定された回転刃とを有することを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
4. 請求項２に記載された電子部品製造用の切断装置において、
   前記切断部はレーザ光照射機構を有することを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
5. 請求項２に記載された電子部品製造用の切断装置において、
   前記低熱膨張性材料はガラス系材料、セラミックス系材料、又は、合金のいずれか１つであることを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
6. 請求項２に記載された電子部品製造用の切断装置において、
   前記少なくとも２つの基準マークは、エッチング、機械加工、又は、印刷のいずれかによって形成されたことを特徴とする電子部品製造用の切断装置。
7. 複数の位置合わせマーク及び複数の領域を有する基板と該複数の領域にそれぞれ設けられた機能部とを有する被加工物を、切断部を使用して前記複数の領域の境界線に沿って切断して複数の電子部品を製造する電子部品製造用の切断方法であって、
   前記被加工物が固定されるステージを準備する工程と、
   低熱膨張性材料からなり、前記ステージに対して一体的に固定され、少なくとも２つの基準マークを有する測長基準部材を準備する工程と、
   前記切断部に対して一体的に固定された撮像部を準備する工程と、
   前記基準マークのうちの第１の基準マークを原点とした座標系における第２の基準マークの座標を予め知る工程と、
   前記ステージに前記被加工物を固定する工程と、
   前記撮像部を使用して前記第１の基準マークを撮像する第１の工程と、
   前記撮像部を使用して前記複数の位置合わせマークのうちの第１の位置合わせマークを撮像する第２の工程と、
   前記第１の工程における前記撮像部の位置と前記第２の工程における前記撮像部の位置とに基づいて、前記座標系における前記第１の位置合わせマークの座標を算出する工程と、
   前記撮像部を使用して前記第２の基準マークを撮像する第３の工程と、
   前記撮像部を使用して前記複数の位置合わせマークのうちの第２の位置合わせマークを撮像する第４の工程と、
   前記第３の工程における前記撮像部の位置と前記第４の工程における前記撮像部の位置とに基づいて、前記座標系における前記第２の位置合わせマークの座標を算出する工程と、
   前記第１の位置合わせマークの座標と前記第２の位置合わせマークの座標とに基づいて、前記複数の領域の境界線のうち切断しようとする切断線と前記切断部とを位置合わせする工程と、
   前記切断線において前記被加工物を切断する工程とを備えることを特徴とする電子部品製造用の切断方法。
8. 請求項７に記載された電子部品製造用の切断方法において、
   前記被加工物を切断する工程の後に、前記撮像部を使用して前記切断線における切断の品位を検査する工程を備えることを特徴とする電子部品製造用の切断方法。
9. 請求項８に記載された電子部品製造用の切断方法において、
   前記切断部はスピンドルと該スピンドルが有する回転軸と該回転軸に固定された回転刃とを有し、
   前記位置合わせする工程では前記切断線と前記回転刃とを位置合わせし、
   前記切断する工程では前記被加工物に前記回転刃を接触させることを特徴とする電子部品製造用の切断方法。
10. 請求項８に記載された電子部品製造用の切断方法において、
    前記切断部はレーザ光照射機構を有し、
    前記位置合わせする工程では前記切断線と前記レーザ光照射機構が照射するレーザ光とを位置合わせし、
    前記切断する工程では前記被加工物に前記レーザ光を照射することを特徴とする電子部品製造用の切断方法。
11. 請求項８に記載された電子部品製造用の切断方法において、
    前記低熱膨張性材料はガラス系材料、セラミックス系材料、又は、合金のいずれか１つであることを特徴とする電子部品製造用の切断方法。
12. 請求項８に記載された電子部品製造用の切断方法において、
    前記測長基準部材を準備する工程の前に、エッチング、機械加工、又は、印刷のいずれかによって前記少なくとも２つの基準マークを形成する工程を備えることを特徴とする電子部品製造用の切断方法。

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