特許 6987097 制御装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6987097

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】制御装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20211213BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20211213BHJP

   G02B 7/28 20210101ALI20211213BHJP

   G02B 7/36 20210101ALI20211213BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20211213BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 C

   H01L21/78 B

   B23K26/382

   G02B7/28 H

   G02B7/36

   G03B13/36

   G03B15/00 T

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-149882(P2019-149882)

(22)【出願日】2019年8月19日

(62)【分割の表示】特願2016-34317(P2016-34317)の分割

【原出願日】2016年2月25日

(65)【公開番号】特開2020-43337(P2020-43337A)

(43)【公開日】2020年3月19日

【審査請求日】2019年8月19日

【審判番号】不服2021-1512(P2021-1512/J1)

【審判請求日】2021年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】清水 翼

(72)【発明者】

【氏名】岩城 智

【合議体】

【審判長】 恩田 春香

【審判官】 河本 充雄

【審判官】 ▲吉▼澤 雅博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２５０４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０３５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１２３３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０８８８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L21/301

H04N 9/04

H04N 5/335

G02B 7/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの表面を撮像して複数の色成分を有する画像を取得する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像から画素毎の色相角データを採取し、前記色相角データに基づいて前記ワークの表面の色を認識する認識部と、
前記認識部が認識した結果に基づいて、前記ワークの表面の色の色相角に応じた係数を算出し、算出した係数に応じた画像データを合成する合成部と、
前記合成部で合成した画像に基づいて被制御装置の制御を行う制御部と、
を備える制御装置。

【請求項2】

前記認識部は、彩度しきい値を超える画素について、前記画素毎の色相角を色相角投票空間に投票し、最も投票数が多い色相角を前記ワークの表面の色として認識する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、オートフォーカス及び位置決めのいずれか一方の制御を実行する、
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

ワークの表面を撮像して複数の色成分を有する画像を取得する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像した画像から画素毎の色相角データを採取し、前記色相角データに基づいて前記ワークの表面の色を認識する認識ステップと、
前記認識ステップで認識した結果に基づいて、前記ワークの表面の色の色相角に応じた係数を算出し、算出した係数に応じた画像データを合成する合成ステップと、
前記合成ステップで合成した画像に基づいて被制御装置の制御を行う制御ステップと、
を備える制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はダイシング装置及びダイシング方法に係り、特にオートフォーカスのカメラを用いて加工対象を撮影するダイシング装置及びダイシング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ダイシング装置において、ワークの表面高さの検出や加工部の位置決めを行う際には、顕微鏡カメラの画像を用いたオートフォーカスあるいはパターンマッチングが行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、カメラでシリコンウェーハの上面との距離ｃを測定し、この距離ｃによりブレードの下端とシリコンウェーハの上面の距離ｄを算出し、距離ｄに所定量の切込み量を加えた距離だけブレードを下降させるダイシング方法が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、撮像素子から出力された撮像データを基にして観察用光源で発生させた可視光の焦点を表面上に合わせるための焦点データを演算し、この焦点データを基にしてＺ軸ステージを移動制御することにより、可視光の焦点が表面に合うようにするオートフォーカスユニットを有するレーザー加工装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−４０３３５号公報

【特許文献2】特開２０１２−１９２４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

顕微鏡カメラの光学系には軸上／倍率色収差が存在し、レンズなどの光学系を最適設計することで、色収差を低減することが行われている。しかしながら、設計の自由度に制限があるために収差を十分に小さくできない場合や、観察光学系以外の用途の制約により対物側での収差補正ができない場合などでは、高精度な要求に対しては、仕様を満足することができないという問題が生じている。

【0007】

また、一般にグレースケール画像を用いた画像処理が行われているが、グレースケール画像を撮像するモノクロセンサは、一般的に可視光全域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）にわたる感度特性を有しており、モノクロ画像処理では色収差の影響を如実に受けることになる。したがって、オートフォーカスでは焦点位置ずれ、アライメントではパターン輪郭が不明瞭になり、検出能力の低下あるいは精度低下に繋がるという問題点があった。

【0008】

また、色収差を除去するために単色光の照明を利用することが多いが、様々な表面反射率が存在する場合に単色光の照明を利用した場合には、各々バンドパスフィルタなどのフィルタを物理的に交換する必要があり、観察光学系の光軸調整が必要になるなど、大きな手間が必要となっていた。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、色収差の影響を排除してオートフォーカスや位置決めを行うことで高精度な加工を行うダイシング装置及びダイシング方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するためにダイシング装置の一の態様は、ワークを保持する保持部と、対物レンズと、対物レンズを介してワークを照射する第１の光源と、対物レンズを介してワークからの反射光を受光する撮像素子と、を有し、撮像素子から基準となる色の画像信号と基準となる色以外の色の画像信号とを含む複数の色の画像信号を取得する観察光学部と、ワークの表面の色に応じて複数の色のうち少なくとも１つの色を選択する選択部と、ワークに対する対物レンズの相対位置を、選択された色の画像信号のコントラストが最大となる合焦位置に設定するオートフォーカス部と、観察光学部における基準となる色の合焦位置と基準となる色以外の色の合焦位置との差分を色毎に記憶する記憶部と、オートフォーカス部によって設定された合焦位置を、記憶部に記憶された差分であって、選択された色の差分に基づいて補正する補正部と、補正された合焦位置の情報に基づいてワークを加工する加工部と、を備えた。

【0011】

本態様によれば、ワークの表面の色に応じて複数の色のうち少なくとも１つの色を選択し、ワークに対する対物レンズの相対位置を選択された色の画像信号のコントラストが最大となる合焦位置に設定し、設定された合焦位置を、記憶部に記憶された観察光学部における基準となる色の合焦位置と基準となる色以外の色の合焦位置との差分に基づいて補正するようにしたので、色収差の影響を排除してオートフォーカスや位置決めを行うことができ、高精度な加工を行うことができる。

【0012】

ワークの表面の色を使用者が入力する入力部を備えることが好ましい。これにより、ワークの表面の色を適切に取得することができる。

【0013】

また、観察光学部が取得した複数の色の画像信号に基づいてワークの表面の色を識別する識別部を備えてもよい。さらに、識別部はワークの表面の色相角を識別してもよい。これにより、ワークの表面の色を適切に取得することができる。

【0014】

複数の色は、赤、緑、及び青の３色であり、基準となる色は緑であることが好ましい。これにより、観察光学部として原色カラーフィルタが配置された撮像素子を用いることができる。

【0015】

加工部は、観察光学部と一体に設けられ、対物レンズを介してワークにレーザー光を照射してワークを加工する第２の光源を備え、合焦位置においてワークにレーザー光を照射するとレーザー光がワークの内部に集光される。本態様は、レーザー光をワークの内部に集光させてワークを加工するレーザーダイシング装置に好適である。

【0016】

上記目的を達成するためにダイシング方法の一の態様は、ワークを保持部に保持する保持工程と、対物レンズを介してワークを照射し、対物レンズを介してワークからの反射光を受光し、基準となる色の画像信号と基準となる色以外の色の画像信号とを含む複数の色の画像信号を観察光学部により取得する観察工程と、ワークの表面の色に応じて複数の色のうち少なくとも１つの色を選択する選択工程と、ワークに対する対物レンズの相対位置を、選択された色の画像信号のコントラストが最大となる合焦位置に設定するオートフォーカス工程と、観察光学部における基準となる色の合焦位置と基準となる色以外の色の合焦位置との差分を色毎に記憶部に記憶する記憶工程と、オートフォーカス工程によって設定された合焦位置を、記憶された差分であって、選択された色の差分に基づいて補正する補正工程と、補正された合焦位置の情報に基づいてワークを加工する加工工程と、を備えた。

【0017】

本態様によれば、ワークの表面の色に応じて複数の色のうち少なくとも１つの色を選択し、ワークに対する対物レンズの相対位置を選択された色の画像信号のコントラストが最大となる合焦位置に設定し、設定された合焦位置を、記憶部に記憶された観察光学部にお
ける基準となる色の合焦位置と基準となる色以外の色の合焦位置との差分に基づいて補正するようにしたので、色収差の影響を排除してオートフォーカスや位置決めを行うことができ、高精度な加工を行うことができる。

【0018】

ダイシング方法は、コンピュータに上記の各工程を実現させるためのプログラムとして構成し、当該プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）等
の非一時的な記録媒体を構成することも可能である。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、色収差の影響を排除してオートフォーカスや位置決めを行うことで高精度な加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】レーザーダイシング装置の概略を示した構成図

【図2】制御部の構成を示すブロック図

【図3】ダイシング方法の手順の一例を示すフローチャート

【図4】ダイシング方法の手順の一例を示すフローチャート

【図5】ダイシング方法の手順の一例を示すフローチャート

【図6】各Ｚ方向高さにおける各色画像のフォーカス強度の一例を示した図

【図7】各Ｚ方向高さにおいて取得したカラー画像及び各色画像の一例を示す図

【図8】各Ｚ方向高さにおける各色画像のフォーカス強度の一例を示した図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

【0022】

〔レーザーダイシング装置の構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザーダイシング装置１０の概略を示した構成図である。同図に示すように、レーザーダイシング装置１０は、ワークＷを移動させるステージ１２、加工光学部２０と観察光学部３０とが一体に設けられた光学ユニット４０、光学ユニットとワークＷとの間の距離を変更する駆動部５０、及び制御部６０を備える。

【0023】

ステージ１２（保持部の一例）は、ＸＹＺθ方向に移動可能に構成され、ステージ１２に載置されたワークＷを吸着保持する。

【0024】

光学ユニット４０は、ワークＷに対向する位置に配置されており、ワークＷの内部に多光子吸収による改質領域を形成するための加工用レーザー光Ｌ１をワークＷに対して照射する。

【0025】

制御部６０は、レーザーダイシング装置１０の各部の動作の制御やワークＷの加工に必要なデータの記憶等を行う。

【0026】

レーザーダイシング装置１０はこの他に、図示しないワーク搬送手段を備えている。

【0027】

次に、光学ユニット４０の詳細構成について説明する。

【0028】

図１に示すように、光学ユニット４０の加工光学部２０は、加工用レーザー光源２２、コリメートレンズ２４、ミラー２６、及びレンズ２８を備える。

【0029】

加工用レーザー光源２２（第２の光源の一例）は、ワークＷの内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光Ｌ１を出射する。加工用レーザー光Ｌ１は、例えば、波長が１
．１μｍ、パルス幅が１μｓ以下であって、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上のレーザー光である。

【0030】

加工用レーザー光Ｌ１の光路上には、加工用レーザー光源２２側から順に、コリメートレンズ２４、ミラー２６、及びレンズ２８が配置される。

【0031】

コリメートレンズ２４は、入射したレーザー光を平行状態に調整する。ミラー２６は、レーザー光の光軸の向きを９０度変えるように配置されている。レンズ２８は、入射したレーザー光を加工光学部２０から出射する。

【0032】

また、光学ユニット４０の観察光学部３０は、観察用レーザー光源３２、コリメートレンズ３４、ハーフミラー３６、及びＳＤ（Standard Definition）カラーカメラ３８を備
える。

【0033】

観察用レーザー光源３２（第１の光源の一例）は、例えばＬＤ（Laser Diode）光源や
ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源等からなり、加工用レーザー光Ｌ１とは異なる
波長であって、ワークＷの表面で反射可能な波長を有する観察用レーザー光Ｌ２を出射する。

【0034】

コリメートレンズ３４は、入射したレーザー光を平行状態に調整する。ハーフミラー３６は、加工用レーザー光Ｌ１の光軸と観察用レーザー光Ｌ２の光軸とが交差する位置に配置され、加工光学部２０から入射した加工用レーザー光Ｌ１を透過するとともに、入射した観察用レーザー光Ｌ２を反射して光軸の向きを９０度変える。

【0035】

ＳＤカラーカメラ３８は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やＣ
ＣＤ(Charge-Coupled Device)などの撮像素子を用いて被写体（ここではワークＷ）を撮
像するデジタルカメラである。撮像素子は、受光量に応じた電荷を生成する多数の光電変換素子（フォトダイオード）を備えている。各フォトダイオードは、行方向及び列方向に均等に配置されており、その周囲に設けられた画素分離領域により、画素毎に分離されている。フォトダイオードで生成された電荷は、各フォトダイオードに接続されているキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が画像信号として読み出される。

【0036】

画素を構成するフォトダイオードの前面には、カラーフィルタが形成されている。カラーフィルタは、ベイヤー配列等の所定の配列構造で配置された、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタから構成されており、各フォトダイオードに対していずれか１色のカラーフィルタが対応するように配置される。

【0037】

このように構成されたＳＤカラーカメラ３８は、広がった波長をもつ照明光を使用しても、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素からの信号のみ選択することで、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの狭い帯域の波長の照明光を用いて取得した画像と同等なＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像の３枚の画像を取得することができる。これらの画像は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの単色光に近い色収差特性を有している。

【0038】

以上のように構成された光学ユニット４０は、加工用レーザー光源２２において出射された加工用レーザー光Ｌ１が、コリメートレンズ２４で平行化され、ミラー２６で光軸を９０度変えられた後、レンズ２８を介して加工光学部２０から出力される。

【0039】

また、観察用レーザー光源３２において出射された観察用レーザー光Ｌ２は、コリメートレンズ３４で平行化され、ハーフミラー３６で光軸を９０度変えられて観察光学部３０から出力される。ここで、加工光学部２０から出力された加工用レーザー光Ｌ１は、観察
光学部３０に入射し、ハーフミラー３６を透過して観察用レーザー光Ｌ２と同じ光路で観察光学部３０から出力される。

【0040】

また、光学ユニット４０は、レンズ４２及び対物レンズ４４を備えている。レンズ４２は、入射したレーザー光を透過して対物レンズ４４に入射させる。対物レンズ４４は、コンデンスレンズ（集光レンズ）であり、入射したレーザー光を集光させる。

【0041】

観察光学部３０から出力された加工用レーザー光Ｌ１及び観察用レーザー光Ｌ２は、光路上に配置されたレンズ４２を介して対物レンズ４４に入射する。対物レンズ４４に入射した加工用レーザー光Ｌ１及び観察用レーザー光Ｌ２は、それぞれＺ方向（ワーク厚み方向）に異なる距離に集光される。光学ユニット４０のＺ方向高さ（対物レンズ４４とワークＷの表面との間隔、ワークに対する対物レンズの相対位置の一例）が適切に調整された状態では、対物レンズ４４に入射した加工用レーザー光Ｌ１は、対物レンズ４４によりワークＷの内部の所望の深さに集光され、対物レンズ４４に入射した観察用レーザー光Ｌ２は、対物レンズ４４によりワークＷの表面に集光される。

【0042】

ワークＷの表面で反射された観察用レーザー光Ｌ２の反射光は、対物レンズ４４に戻り、対物レンズ４４及びレンズ４２を透過してハーフミラー３６に入射する。ハーフミラー３６に入射した反射光は、ハーフミラー３６により光軸の向きが９０度変えられ、コリメートレンズ３４を透過してＳＤカラーカメラ３８に入射する。すなわち、ＳＤカラーカメラ３８は、対物レンズ４４を介して反射光を受光する。

【0043】

ＳＤカラーカメラ３８は、入射した観察用レーザー光Ｌ２の反射光から、ワークＷの表面の画像を取得する。

【0044】

図２は、制御部６０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、メモリ６４、入出力回路６６、ユーザイン
ターフェース６８、画像処理部７０、オートフォーカス制御部７２、加工制御部７４、及びバス７６を備えている。

【0045】

ＣＰＵ６２は、制御部６０の各部を統括制御する。メモリ６４は、動作プログラムが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）と、画像データを一時的に記憶しておくフレームメモリにより構成されている。入出力回路６６は、ステージ１２、加工光学部２０、観察光学部３０、及び駆動部５０と制御信号の入出力を行うためのインターフェースである。

【0046】

ユーザインターフェース６８は、使用者が各部の動作を操作するスイッチ類やテレビモニタ、表示灯などの表示装置を備えている。テレビモニタは、ＳＤカラーカメラ３８で撮像したワークＷの画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザーダイシング装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼働状況を表示する。

【0047】

画像処理部７０は、ＳＤカラーカメラ３８において撮像した画像について各種の画像処理を行う。オートフォーカス制御部７２（オートフォーカス部の一例）は、ＳＤカラーカメラ３８において撮像した画像に基づいて、駆動部５０によって光学ユニット４０のＺ方向高さを変更することで、ＳＤカラーカメラ３８において撮像された画像のコントラストが最大となる合焦位置、すなわち観察用レーザー光Ｌ２の集光点がワークＷの表面に一致する位置に移動させる（オートフォーカス動作）。

【0048】

加工制御部７４は、光学ユニット４０とワークＷとのＸＹＺθ方向の位置決めを行うと
ともに、ワークＷに加工用レーザー光Ｌ１を照射しながらステージ１２をＸ方向に加工送りさせ、またＹ方向にインデックス送りさせる。バス７６は、制御部６０の各部を相互に接続してデータを伝送する。

【0049】

このように構成された制御部６０は、ＳＤカラーカメラ３８が取得したワークＷの表面の画像に基づいて、オートフォーカス制御部７２によって光学ユニット４０をオートフォーカス動作させる。前述のように、加工用レーザー光Ｌ１の集光点と観察用レーザー光Ｌ２の集光点とはＺ方向に異なる位置であり、観察用レーザー光Ｌ２の集光点がワークＷの表面に一致しているとき、加工用レーザー光Ｌ１の集光点はワークＷの厚さ方向の所望の距離に設定される。

【0050】

光学ユニット４０（加工部の一例）が観察用レーザー光Ｌ２の集光点をワークＷの表面に一致させた状態で、ステージ１２をＸＹ方向に移動させることで、加工用レーザー光Ｌ１によってワークＷの所望の深さにスクライブラインに沿った改質領域を形成することができる。

【0051】

〔画像情報の利用方法：第１の実施形態〕
前述のように、加工用レーザー光Ｌ１及び観察用レーザー光Ｌ２は、対物レンズ４４を介してワークＷに入射する。ここで、対物レンズ４４は、加工用レーザー光Ｌ１に対して最適化されているため、観察用レーザー光Ｌ２の波長では色収差が発生する。色収差を有する状態でオートフォーカス動作を行うと、測定精度が悪化してしまう。

【0052】

したがって、ワークＷの加工の際には、色収差の影響を低減したオートフォーカスを行う必要がある。第１の実施形態に係るレーザーダイシング装置１０は、ワークＷの表面の色に応じて、オートフォーカスや位置決めに利用する画像のＲ／Ｇ／Ｂのカラーチャンネルを使用者が指定することで、適切な色の画像を画像処理に利用する。

【0053】

図３は、第１の実施形態に係るダイシング方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【0054】

ステップＳ１において、使用者は、ユーザインターフェース６８（入力部の一例、図２参照）を用いてワークＷの表面色を入力する。

【0055】

次に、ステップＳ２において、入力されたワークＷの表面の色が赤であるか否かを判定する。赤である場合は、ステップＳ３に移行し、Ｒチャンネル画像を画像処理に利用する。すなわち、画像処理部７０は、ＳＤカラーカメラ３８が撮像した画像からＲチャンネル画像を作成し、オートフォーカス制御部７２は、作成されたＲチャンネル画像に基づいて光学ユニット４０をオートフォーカス動作させ、加工制御部７４は、作成されたＲチャンネル画像に基づいてステージ１２を制御してワークＷの位置決めを行い、ＸＹ方向送りを行い、加工用レーザー光Ｌ１により改質領域を形成する。その後、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0056】

赤でない場合は、ステップＳ４に移行し、入力されたワークの表面の色が緑であるか否かを判定する。緑である場合は、ステップＳ５に移行し、Ｇチャンネル画像を画像処理に利用し、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0057】

緑でない場合は、ステップＳ６に移行し、入力されたワークＷの表面の色が青であるか否かを判定する。青である場合は、ステップＳ７に移行し、Ｂチャンネル画像を画像処理に利用し、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0058】

青でない場合は、ステップＳ８に移行し、入力されたワークＷの表面の色が紫色であるか否かを判定する。紫色である場合は、ステップＳ９に移行し、Ｒチャンネル画像とＢチャンネル画像とを合成して画像処理に利用し、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0059】

紫色でない場合は、ステップＳ１０に移行し、入力されたワークＷの表面の色が黄色であるか否かを判定する。黄色である場合は、ステップＳ１１に移行し、Ｒチャンネル画像とＧチャンネル画像とを合成して画像処理に利用し、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0060】

黄色でない場合は、ステップＳ１２に移行し、Ｇチャンネル画像とＢチャンネル画像とを合成して画像処理に利用し、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0061】

以上のように、ワークＷの表面の色に応じた色の画像を画像処理に利用することができる。これにより、利用する光学系の色収差の影響を低減することができ、オートフォーカスの精度向上や位置決めの検出能力の向上を図ることができる。

【0062】

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態に係るレーザーダイシング装置１０は、ワークＷの表面の色を自動的に認識し、最適なカラーチャンネルの画像を自動計算し、画像処理に利用する。

【0063】

図４は、第２の実施形態に係るダイシング方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【0064】

ステップＳ２１において、ＳＤカラーカメラ３８によってワークＷを撮像し、カラー画像を取得する。

【0065】

次に、ステップＳ２２において、取得したカラー画像をＬ＊ａ＊ｂ表色系に変換し、画素毎の色相角データを採取する。Ｌ＊ａ＊ｂ表色系とは、明度Ｌ＊とクロマネティクス指数ａ＊、ｂ＊とからなる均等色空間を用いた表色系である。なお、Ｌ*ｕ*ｖ*表色系やＨ
ＳＩ（Hue,Saturation,Intensity）表色系に変換して色相角データを採取してもよい。

【0066】

続いて、ステップＳ２３において、画像処理部７０（選択部の一例、識別部の一例）は、採取した画素毎の色相角データに基づいて、ワークＷの表面の色を識別する。

【0067】

具体的には、画素毎の色相角をＨｏｕｇｈ変換により色相角投票空間に投票し、最も投票数の多い色相角をワークＷの表面の色として認識する。なお、無彩色の場合は彩度情報を得ることができないため、色相角も不定となる。したがって、この処理はある一定の彩度しきい値を超える画素について行う。

【0068】

次に、ステップＳ２３において、ワークＷの表面の色の色相角に応じた係数Ａ_Ｒ、Ａ_Ｇ、及びＡ_Ｂを算出する。係数は、例えば色相角がＲとＧとの中央の場合は、Ａ_Ｒ＝０．５、Ａ_Ｇ＝０．５、Ａ_Ｂ＝０である。また、Ｒ：Ｇ＝２：１の角度の場合であれば、Ａ_Ｒ＝２／３、Ａ_Ｇ＝１／３、Ａ_Ｂ＝０である。

【0069】

最後に、ステップＳ２４において、算出した係数Ａ_Ｒ、Ａ_Ｇ、及びＡ_Ｂに応じた画像データを合成し、合成した画像データを画像処理に利用する。画像データは、例えば画像データ＝Ｒチャンネル画像×Ａ_Ｒ＋Ｇチャンネル画像×Ａ_Ｇ＋Ｂチャンネル画像×Ａ_Ｂとして合成する。

【0070】

この画像データに基づいて、オートフォーカス制御部７２は駆動部５０を制御して光学
ユニット４０をオートフォーカス動作させ、加工制御部７４は、ステージ１２を制御してワークＷの位置決めを行い、ＸＹ方向送りを行う。その後、本フローチャートに係る処理を終了する。

【0071】

以上のように、取得した画像からワークＷの表面の色を認識し、認識した色に応じた色の画像を画像処理に利用することができる。これにより、利用する光学系の色収差の影響を低減することができ、オートフォーカスの精度向上や位置決めの検出能力の向上を図ることができる。

【0072】

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態に係るレーザーダイシング装置１０は、緑（基準となる色の一例）を基準としたときの赤及び青（基準となる色以外の色の一例）の色収差によるオフセットをあらかじめ取得しておき、このオフセットデータを用いて合焦位置を補正する。

【0073】

図５は、第３の実施形態に係るダイシング方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【0074】

最初に、ステップＳ３１（記憶工程の一例）において、レーザーダイシング装置１０の光学ユニット４０（観察光学部３０、レンズ４２、対物レンズ４４）の色収差データを取得し、記憶する。この処理は、装置の出荷時などの調整の際に予め行う。

【0075】

色収差データの取得は、まずステージ１２に基準となるワークＷ_Ｓを載置し、このワークＷ_Ｓを駆動部５０により光学ユニット４０のＺ方向高さ（対物レンズ４４とワークＷ_Ｓの表面との距離）を変更しつつＳＤカラーカメラ３８によってワークＷ_Ｓを撮像し、各Ｚ方向高さにおけるワークＷ_ＳのＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像を取得する。そして、これらの画像のコントラストからフォーカス強度を抽出し、Ｒチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さをそれぞれ取得する。

【0076】

図６は、光学ユニット４０の各Ｚ方向高さにおけるＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像のフォーカス強度の一例を示した図であり、横軸は光学ユニット４０のＺ方向高さ、縦軸はフォーカス強度を表している。同図に示す例では、Ｇチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さに対して、Ｒチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さは１μｍ低く、Ｂチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さは＋１．２μｍ高い。したがって、緑を基準としたときの赤の色収差によるオフセット（差分の一例）を＋１μｍ、緑を基準としたときの青の色収差によるオフセットを−１．２μｍとして色毎にメモリ６４（記憶部の一例）に記憶する。

【0077】

色収差データを記憶したら、製品のワークＷの加工を行うことができる。製品のワークＷの加工は、まずステップＳ３２において、ステージ１２に製品のワークＷを載置し（保持工程の一例）、光学ユニット４０のＺ方向高さを変更しつつＳＤカラーカメラ３８によってワークＷを撮像し、各Ｚ方向高さにおけるカラー画像を取得する（観察工程の一例）。

【0078】

続いて、ステップＳ３３において、ステップＳ３２において取得した各Ｚ方向高さにおいて撮像したカラー画像から、各Ｚ方向高さにおけるＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像（基準となる色の画像信号と基準となる色以外の色の画像信号とを含む複数の色の画像信号の一例）を作成する。

【0079】

図７は、光学ユニット４０のそれぞれ異なるＺ方向高さｈ_１、ｈ_２及びｈ_３において取得したカラー画像１００、１０２及び１０４と、カラー画像１００をＲＧＢ各色に分解したＲチャンネル画像１００Ｒ、Ｇチャンネル画像１００Ｇ、及びＢチャンネル画像１００Ｂと、カラー画像１０２をＲＧＢ各色に分解したＲチャンネル画像１０２Ｒ、Ｇチャンネル画像１０２Ｇ、及びＢチャンネル画像１０２Ｂと、カラー画像１０４をＲＧＢ各色に分解したＲチャンネル画像１０４Ｒ、Ｇチャンネル画像１０４Ｇ、及びＢチャンネル画像１０４Ｂとの一例を示す図である。ここでは、ワークＷの表面の位置合わせマークを撮像している。

【0080】

次に、ステップＳ３４において、画像処理部７０（選択部の一例）は、Ｒチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像からそれぞれフォーカス強度を算出して画像処理に利用する色を決定し、その色の画像を用いて合焦位置を測定する。

【0081】

ここでは、Ｒチャンネル画像１００Ｒ、１０２Ｒ、及び１０４Ｒ、Ｇチャンネル画像１００Ｇ、１０２Ｇ、及び１０４Ｇ、Ｂチャンネル画像１００Ｂ、１０２Ｂ、及び１０４Ｂのフォーカス強度を比較し、コントラストが最も高い画像を抽出し、その画像の色を画像処理に利用する色とする。図７に示すように、位置合わせマークのコントラストが最も高く撮像されているのはＲチャンネル画像１００Ｒ、１０２Ｒ、及び１０４Ｒであるため、画像処理に利用する色を赤に決定する（選択工程の一例）。すなわち、ここではワークＷの表面の色は、赤、緑、及び青のうち赤に最も近い。

【0082】

さらに、Ｒチャンネル画像１００Ｒ、１０２Ｒ、及び１０４Ｒのうち、位置合わせマークのコントラストが最も高く撮像されているのはＲチャンネル画像１０２Ｒであるため、カラー画像１０２を撮像した際の光学ユニット４０のＺ方向高さｈ_２を合焦位置に設定する（オートフォーカス工程の一例）。

【0083】

最後に、ステップＳ３５（補正工程の一例）において、オートフォーカス制御部７２（補正部の一例）は、合焦位置からオフセット分を加算し、光学ユニット４０のＺ方向高さを緑基準の合焦位置に補正する。本実施形態では、オートフォーカス動作に用いられた色は赤（選択された色の一例）である。そして、メモリ６４に、緑を基準としたときの赤の色収差によるオフセット「＋１μｍ」が記憶されている。したがって、合焦位置に赤の色収差によるオフセットを加算して、光学ユニット４０のＺ方向高さを（ｈ_２＋１μｍ）とする。

【0084】

図８は、ワークＷを撮像した際の光学ユニット４０の各Ｚ方向高さにおけるＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像のフォーカス強度の一例を示した図であり、横軸は光学ユニット４０のＺ方向高さ、縦軸はフォーカス強度を表している。同図に示すように、光学ユニット４０のＺ方向高さｈ_２におけるＲチャンネル画像が最もフォーカス強度が高い。したがって、光学ユニット４０はＺ方向高さｈ_２の位置に合焦位置として設定される。

【0085】

ここで、図６に示したように、本実施形態では、基準となるＧチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さに対して、Ｒチャンネル画像のフォーカス強度がピークとなる光学ユニット４０のＺ方向高さは１μｍ低い。

【0086】

このため、緑基準の合焦位置の光学ユニット４０のＺ方向高さは、図８に示すように、設定された合焦位置に対して＋１μｍ分だけ補正し、（ｈ_２＋１μｍ）とする必要がある。したがって、オートフォーカス制御部７２は、光学ユニット４０のＺ方向高さを（ｈ_２＋１μｍ）に補正する。

【0087】

このように補正された合焦位置の情報に基づいて、ワークＷを加工する。すなわち、補正された合焦位置において加工用レーザー光Ｌ１をワークＷに照射することで、加工用レーザー光Ｌ１を、ワークＷの内部の所望の深さに集光することができる（加工工程の一例）。

【0088】

以上のように、利用する光学系の色収差データをあらかじめ測定し、緑を基準としたときの赤及び青の色収差によるオフセットをあらかじめ取得する。これを緑以外の色の画像データを用いて得られた合焦位置の結果にオフセットデータとして加算することで、合焦位置を常に緑基準とすることができ、光学系の色収差の影響を低減することができる。したがって、オートフォーカスの精度向上や位置決めの検出能力の向上を図ることができる。

【0089】

なお、本実施形態においては、画像処理に利用する色をＲチャンネル画像、Ｇチャンネル画像、及びＢチャンネル画像のフォーカス強度に基づいて決定したが、第１の実施形態のようにユーザインターフェース６８からの入力に基づいて決定してもよいし、第２の実施形態のように画像の色相角データに基づいて決定してもよい。

【0090】

各実施形態において、レーザー光を用いたレーザーダイシング装置を例に説明したが、ブレードを用いたダイシング装置のカメラにも適用することができる。この場合は、補正された合焦位置の情報に基づいてブレードのＺ方向高さを制御することで、高精度な加工をすることができる。

【0091】

本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0092】

１０…レーザーダイシング装置、１２…ステージ、２０…加工光学部、２２…加工用レーザー光源、２４…コリメートレンズ、２６…ミラー、２８…レンズ、３０…観察光学部、３２…観察用レーザー光源、３４…コリメートレンズ、３６…ハーフミラー、３８…ＳＤカラーカメラ、４０…光学ユニット、４２…レンズ、４４…対物レンズ４４、５０…駆動部、６０…制御部、６２…ＣＰＵ、６４…メモリ６４、６６…入出力回路、６８…ユーザインターフェース、７０…画像処理部、７２…オートフォーカス制御部、７４…加工制御部、７６…バス、Ｌ１…加工用レーザー光、Ｌ２…観察用レーザー光、Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】