JP2513226B2 - Positioning device and processing device using the same - Google Patents

Positioning device and processing device using the same

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JP2513226B2
JP2513226B2 JP62101148A JP10114887A JP2513226B2 JP 2513226 B2 JP2513226 B2 JP 2513226B2 JP 62101148 A JP62101148 A JP 62101148A JP 10114887 A JP10114887 A JP 10114887A JP 2513226 B2 JP2513226 B2 JP 2513226B2
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processing
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signal
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敏和 梶川
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,対象物を所望位置に位置決めするための位
置決め装置,並びにその対象物を加工するためのレーザ
トリマ等の加工装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning device for positioning an object at a desired position, and a processing device such as a laser trimmer for processing the object.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

様々なタイプの位置決め装置があるのは周知の通りで
ある。
As is well known, there are various types of positioning devices.

例えば,米国特許第4,423,959号にも位置決め装置が
開示されている。その位置決め装置は,回路基板,例え
ば,半導体ウエハーのような対象物に向って,光ビーム
を投射するための投射装置を含む。例示の位置決め装置
においては,マークは一方向に配列された一群の短かい
線の群よりなる。
For example, US Pat. No. 4,423,959 also discloses a positioning device. The positioning device includes a projection device for projecting a light beam toward an object such as a circuit board, eg a semiconductor wafer. In the illustrated positioning device, the mark comprises a group of short lines arranged in one direction.

対象物の位置決め動作を行なうために,光ビームは対
象物を,対象物と投射装置の間の相対移動に従って選択
されるもう一つ別の一方向に直線的に走査する。光ビー
ムに応じて,マークは上記米国特許では回折ビーム(di
ffracted beam)と呼ばれる特定ビームを出力する。回
折ビームの強度は光ビームがマークを横切るとき,最大
になる。その回折ビームの最大強度を検出して,対象物
の位置決め動作を行なうことが可能である。
To perform the positioning operation of the object, the light beam linearly scans the object in another direction selected according to the relative movement between the object and the projection device. Depending on the beam of light, the mark is a diffracted beam (di
It outputs a specific beam called a ffracted beam). The intensity of the diffracted beam is maximum when the light beam crosses the mark. The maximum intensity of the diffracted beam can be detected to position the object.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし,その種の位置決め装置では,対象物の位置決
め動作をすばやく行なうことはできない。これは,対象
物と投射装置との相対移動によって走査を行なうからで
ある。即ち,その相対移動による走査が完了するまで,
回折ビームの強度が最大であるか否かについて判断を成
し得ない。
However, such a positioning device cannot quickly perform the positioning operation of the object. This is because scanning is performed by the relative movement of the object and the projection device. That is, until the scanning by the relative movement is completed,
No decision can be made as to whether the intensity of the diffracted beam is maximum.

またそのような位置決め装置は,レーザトリマのよう
な加工装置に包含される。この場合,加工装置が,対象
物の所定の位置をすばやく加工することができないのは
当然のことである。
Further, such a positioning device is included in a processing device such as a laser trimmer. In this case, it goes without saying that the processing device cannot quickly process the predetermined position of the object.

それ故に,本発明の目的は,加工位置の精度を低下さ
せることなく対象部材を所望位置に敏速に位置決めでき
る位置決め装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a positioning device that can quickly position a target member at a desired position without degrading the accuracy of the processing position.

本発明の他の目的は,対象部材を敏速に加工できる加
工装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a processing apparatus capable of quickly processing a target member.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

本発明によれば,第1の所定方向にのびたマークを有
する対象物を位置決めするのに使用する位置決め装置に
おいて,上記第1の所定方向を横切る第2の所定方向で
上記対象物を移動させる移送手段,上記対象物に向けて
光ビームを投射する投射手段,上記投射手段に光学的に
結合され,上記光ビームによって上記対象物を環状に走
査し,上記光ビームが上記マークを横切る毎に上記マー
クに特定ビームを生成させる環状走査手段,上記特定ビ
ームを検出し,上記特定ビームの検出を表わすマーク検
出信号を出力する検出手段,及び上記検出手段と上記移
送手段とに結合され,上記マーク検出信号に応じ上記移
送手段を制御する制御手段を含む位置決め装置が得られ
る。
According to the present invention, in a positioning device used for positioning an object having a mark extending in a first predetermined direction, a transfer for moving the object in a second predetermined direction that traverses the first predetermined direction. Means, projection means for projecting a light beam toward the object, optically coupled to the projection means, the light beam scans the object in an annular manner, and the light beam crosses the mark each time the light beam crosses the mark. An annular scanning means for generating a specific beam on a mark, a detecting means for detecting the specific beam and outputting a mark detection signal indicating the detection of the specific beam, and the mark detecting means coupled to the detecting means and the transfer means. A positioning device is obtained which includes control means for controlling the transfer means in response to signals.

また本発明によれば,第1の所定方向にのびたマーク
を有する対象物を加工する装置において,上記対象物を
加工する加工手段,上記第1の所定方向を横切る第2の
所定方向で上記対象物を移動させる移送手段,上記対象
物に向けて光ビームを投射する投射手段,上記投射手段
に光学的に結合され,上記光ビームによって上記対象物
を環状に走査し,上記光ビームが上記マークを横切る毎
に上記マークに特定ビームを生成させる環状走査手段,
上記特定ビームを検出し,上記特定ビームの検出を表わ
すマーク検出信号を出力する検出手段,及び上記検出手
段と上記移送と上記加工手段とに結合され,上記マーク
検出信号に応じ上記移送手段と上記加工手段とを制御す
る制御手段を含む加工装置が得られる。
According to the present invention, in an apparatus for processing an object having a mark extending in a first predetermined direction, a processing means for processing the object, the object in a second predetermined direction traversing the first predetermined direction. Transfer means for moving an object, projection means for projecting a light beam toward the object, optically coupled to the projection means, the light beam scans the object in an annular shape, and the light beam causes the mark. An annular scanning means for producing a specific beam at the mark each time it crosses
Detecting means for detecting the specific beam and outputting a mark detection signal indicating the detection of the specific beam, and the detecting means, the transfer means and the processing means, and the transfer means and the transfer means in response to the mark detection signal. A processing apparatus including a control means for controlling the processing means is obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を参照して,本発明の第1の実施例による位置
決め装置は,レーザビームのような光ビームを放つ光源
11を含む。光ビームは,半導体ウエハーのような,対象
物(回路基板)12を光学的に走査する。対象物12の上
面,つまり,図示例において水平線上にのびた主表面に
はマーク13が形成されている。マーク13は対象物12の主
表面にそって,第1の所定方向にのびている。
Referring to FIG. 1, a positioning device according to a first embodiment of the present invention is a light source that emits a light beam such as a laser beam.
Including 11 The light beam optically scans an object (circuit board) 12, such as a semiconductor wafer. A mark 13 is formed on the upper surface of the object 12, that is, the main surface extending on the horizontal line in the illustrated example. The mark 13 extends in the first predetermined direction along the main surface of the object 12.

光ビームは,反射鏡14に向って発せられる。反射鏡14
はビームスプリッタ16に向けて光ビームを反射するため
のものである。光ビームはビームスプリッタ16を通っ
て,偏向部材17に入射する。反射鏡14とビームスプリッ
タ16の組合せは光ビームを対象物12の主表面と直角な所
定の垂直軸にそって光学的に案内する役目を果し,そし
てそれ故に案内手段と呼ばれる。
The light beam is emitted toward the reflecting mirror 14. Reflector 14
Is for reflecting the light beam toward the beam splitter 16. The light beam passes through the beam splitter 16 and enters the deflecting member 17. The combination of reflector 14 and beam splitter 16 serves to optically guide the light beam along a predetermined vertical axis perpendicular to the major surface of object 12 and is therefore referred to as guiding means.

偏向部材17は,光ビームを所定軸から偏向させるテー
パ付けされた透明ガラスプレートを含む。偏向部材17
は,モータ18により,ギヤやプーリのような,力伝達部
材19を介して所定軸に関し定速で回転する。モータ18と
力伝達部材19の組合わせはここでは円駆動手段と呼ばれ
る。
The deflecting member 17 includes a tapered transparent glass plate that deflects the light beam from a predetermined axis. Deflection member 17
Is rotated at a constant speed by a motor 18 about a predetermined axis via a force transmission member 19 such as a gear or a pulley. The combination of motor 18 and force transmitting member 19 is referred to herein as a circle drive means.

光ビームは偏向部材17を通って対物レンズ21に入射す
る。対物レンズ21は,光ビームを所定軸に平行に導くた
めのものであり,そしてそれ故に方向付け手段と呼ばれ
る。
The light beam passes through the deflecting member 17 and enters the objective lens 21. The objective lens 21 is for directing the light beam parallel to a predetermined axis and is therefore called the directing means.

光ビームは,対物レンズ21を通って対象物12の主表面
上に光点22として投射される。その結果,対象物12は第
2図に示された光ビームによって走査される。第2図に
おいて,光点22は所定軸24を囲む円23にそって動く。こ
こで,マーク13の幅は2本の平行線によって示されてい
る。またマーク13は図の上下方向にのびている。円23は
第2図で明らかなように,マーク13の幅よりは大きく,
長さよりは小さい直径をもつ。光源11,反射鏡14,ビーム
スプリッタ16,対物レンズ21の組合せは投射手段と呼ば
れる。更に,偏向部材17,モータ18,力伝達部材19の組合
せは環状走査手段と呼ばれる。
The light beam passes through the objective lens 21 and is projected as a light spot 22 on the main surface of the object 12. As a result, the object 12 is scanned by the light beam shown in FIG. In FIG. 2, the light spot 22 moves along a circle 23 surrounding a predetermined axis 24. Here, the width of the mark 13 is indicated by two parallel lines. The mark 13 extends vertically in the figure. The circle 23 is larger than the width of the mark 13, as can be seen in FIG.
It has a smaller diameter than its length. The combination of the light source 11, the reflecting mirror 14, the beam splitter 16, and the objective lens 21 is called a projection means. Further, the combination of the deflecting member 17, the motor 18 and the force transmitting member 19 is called an annular scanning means.

光ビームに応じて,マーク13は光ビームが対象物12を
環状に走査する間に光ビームがマークを横切る毎に特定
ビームを出力する。特定ビームは対物レンズ21と偏向部
材17とを通り,ビームスプリッタ16によって曲げられ,
所定軸から離れる。
Depending on the light beam, the mark 13 outputs a specific beam each time the light beam crosses the mark while the light beam scans the object 12 in an annular shape. The specific beam passes through the objective lens 21 and the deflecting member 17, and is bent by the beam splitter 16.
Move away from the specified axis.

特定ビームは例えばマーク13から反射した反射ビーム
である。特定ビームはマーク13にて回折した回折ビーム
であってもよい。いずれの場合も特定ビームは,光点22
がマーク13の中央部分にあるときは,最大光度を示す。
The specific beam is, for example, a reflected beam reflected from the mark 13. The specific beam may be a diffracted beam diffracted by the mark 13. In either case, the specific beam is
When is in the center of the mark 13, it indicates the maximum brightness.

位置決め装置は,更に,検出器26,制御装置27,移送装
置28を含む。特定ビームは検出器26に供給される。特定
ビームを供給されると,検出器26はマーク13の検出を表
わすマーク検出信号を出力する。マーク検出信号は制御
装置27に供給される。マーク検出信号に応じて,制御装
置27は後に述べるように移送装置28を制御する。移送装
置28は,第1の所定方向に対し直角な第2の所定方向に
おいて,対象物12を移送するためのものである。
The positioning device further includes a detector 26, a control device 27, and a transfer device 28. The specific beam is supplied to the detector 26. When supplied with the particular beam, the detector 26 outputs a mark detection signal representative of the detection of the mark 13. The mark detection signal is supplied to the control device 27. In response to the mark detection signal, the control device 27 controls the transfer device 28 as described later. The transfer device 28 is for transferring the object 12 in a second predetermined direction that is perpendicular to the first predetermined direction.

対象物12を自由に位置づけするために,この位置決め
装置は第2図に示したように,円23がマーク13の2箇
所,すなわち,第1と第2の部分31,32と交差するよう
に,予め設定される。光点22が一定のスピードで円23に
沿って継続的に動くとき,特定ビーム系列がマーク13か
ら出る。特定ビーム系列に応じ,検出器26は,第3図に
例示された出力光度をもつマーク検出信号系列を出力す
る。
In order to position the object 12 freely, this positioning device is such that the circle 23 intersects two points of the mark 13, namely the first and second parts 31, 32, as shown in FIG. , Preset. When the light spot 22 moves continuously along the circle 23 at a constant speed, a specific beam sequence emerges from the mark 13. According to the specific beam sequence, the detector 26 outputs the mark detection signal sequence having the output luminous intensity illustrated in FIG.

第3図の例において,マーク検出信号P31とP32は,光
点22がマーク13の第1と第2の部分31,32を横切るとき
に交互に出力される。第3図からわかるように,マーク
検出信号P31,P32は,2つの隣り合うものの間に,第1と
第2の時間間隔T1,T2をもつ。
In the example of FIG. 3, the mark detection signals P 31 and P 32 are alternately output when the light spot 22 crosses the first and second portions 31 and 32 of the mark 13. As can be seen from FIG. 3, the mark detection signals P 31 , P 32 have first and second time intervals T 1 , T 2 between two adjacent ones.

再び,第1図と第2図において,制御装置27は処理手
段36と駆動手段37を含む。処理手段36は,マーク検出信
号系列を処理し,対象物12の位置誤差を表わす誤差信号
を出力する。位置誤差はマーク13と所定軸24との間の間
隔ΔDに等しく, で与えられる。ここでrは円23の半径を表し,αは光ビ
ーム22の角速度を表す。エラー信号に応じ,駆動手段37
は,位置誤差を零にするように移送装置28を動かす。こ
の場合,処理手段36は,マーク検出信号に応じて所定の
計算を実行する計算手段とみなされる。
Again in FIGS. 1 and 2, the control device 27 includes a processing means 36 and a driving means 37. The processing means 36 processes the mark detection signal series and outputs an error signal representing the position error of the object 12. The position error is equal to the distance ΔD between the mark 13 and the predetermined axis 24, Given in. Here, r represents the radius of the circle 23, and α represents the angular velocity of the light beam 22. Drive means 37 according to the error signal
Moves the transfer device 28 so that the position error becomes zero. In this case, the processing means 36 is regarded as a calculation means for executing a predetermined calculation according to the mark detection signal.

第4図は,本発明の第2の実施例による位置決め装置
を示す。この位置決め装置は回転検出装置38を含む。こ
の回転検出装置38は偏向装置17の回転を検出して付加検
出信号系列を出力するものである。回転検出装置38はこ
こでは付加検出手段と呼ばれる。付加検出信号系列は制
御装置27に供給される。
FIG. 4 shows a positioning device according to a second embodiment of the present invention. The positioning device includes a rotation detection device 38. The rotation detecting device 38 detects the rotation of the deflecting device 17 and outputs an additional detection signal sequence. The rotation detection device 38 is referred to herein as additional detection means. The additional detection signal sequence is supplied to the control device 27.

制御装置27は第2図の角度θとθ間の差を検出す
るための角度検出手段39を含む。角度θとθは所定
軸24から第1と第2の部分31,32のそれぞれに向っての
びた直線で定義づけられている。マーク検出信号系列と
付加検出信号系列とに応じて,角度検出手段39は,誤差
信号に相当する角度信号を出力する。角度信号に応じて
駆動手段33は移送装置28を駆動する。実際には,角度検
出手段39は,マーク検出信号系列と付加検出信号系列と
に応じて所定の計算を行ない,上述の角度信号を出力す
る。したがってこの角度検出手段は計算手段と呼ぶこと
もできる。角度信号に応じ,駆動手段33は移送装置28を
駆動して,位置誤差を零にする。
The control device 27 includes angle detection means 39 for detecting the difference between the angles θ 1 and θ 2 in FIG. The angles θ 1 and θ 2 are defined by straight lines extending from the predetermined axis 24 toward the first and second portions 31 and 32, respectively. The angle detecting means 39 outputs an angle signal corresponding to the error signal in accordance with the mark detection signal series and the additional detection signal series. The drive means 33 drives the transfer device 28 in response to the angle signal. Actually, the angle detecting means 39 performs a predetermined calculation according to the mark detection signal series and the additional detection signal series and outputs the above-mentioned angle signal. Therefore, this angle detecting means can also be called a calculating means. In response to the angle signal, the driving means 33 drives the transfer device 28 to make the position error zero.

第5図を参照して,本発明の第3の実施例による位置
決め装置を説明する。この位置決め装置も第4図と同様
の部分を含む。第5図において,制御装置は位相検出器
41,比較器43,信号生成回路44を含む。マーク検出信号系
列の位相は,第3図に示したように様々に変化する。位
相検出器41は,付加検出信号を参照してマーク検出装置
系列の位相を検出し,第1と第2の時間信号を出力す
る。第1及び第2の時間信号は,第3図に示した第1及
び第2の時間間隔T1,T2をそれぞれ表わす。第1と第2
の時間信号の各々は電圧値で表わされ,比較器43に供給
される。
A positioning device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This positioning device also includes the same parts as in FIG. In FIG. 5, the controller is a phase detector.
It includes 41, a comparator 43, and a signal generation circuit 44. The phase of the mark detection signal series changes variously as shown in FIG. The phase detector 41 detects the phase of the mark detection device series with reference to the additional detection signal and outputs the first and second time signals. The first and second time signals respectively represent the first and second time intervals T 1 , T 2 shown in FIG. First and second
Each of the time signals of 1 is represented by a voltage value and is supplied to the comparator 43.

比較器43は第1と第2の時間信号を比べ,第1と第2
の時間信号が互いに異なるときにのみ,比較結果信号を
継続的に出力する。比較結果信号は,信号生成回路44に
供給される。比較結果信号に応じ,信号生成回路44は前
述の誤差信号を出力する。誤差信号に応じ,駆動手段37
は位置誤差が零になるまで,移送装置28を駆動する。
The comparator 43 compares the first and second time signals and compares the first and second time signals.
The comparison result signal is continuously output only when the time signals of are different from each other. The comparison result signal is supplied to the signal generation circuit 44. The signal generation circuit 44 outputs the above-mentioned error signal according to the comparison result signal. Drive means 37 according to the error signal
Drives the transfer device 28 until the position error is zero.

対象物12が所望位置に位置決めされると,第1と第2
の時間信号が互いに等しくなるので,比較結果信号は消
える。比較結果信号が消えると,信号生成回路44は誤差
信号のかわりに,完了パルス信号を出力する。完了パル
ス信号は,対象物12の位置決めの完了を表す。完了パル
ス信号に応じて,駆動手段37は移送手段28の動作を停止
させる。
When the object 12 is positioned at the desired position, the first and second
Since the time signals of are equal to each other, the comparison result signal disappears. When the comparison result signal disappears, the signal generation circuit 44 outputs a completion pulse signal instead of the error signal. The completion pulse signal indicates completion of positioning of the object 12. The drive means 37 stops the operation of the transfer means 28 in response to the completion pulse signal.

第2図と第4図を再び参照して,次に第4の実施例の
説明をする。偏向部材17は特定マークを持つ。この特定
マークにしたがい,回転検出装置38は,偏向部材17が1
回転する毎に特定検出信号を出力する。つまり,回転検
出装置38が特定マークを検出すると,特定信号検出が発
生する。
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 4 again. The deflecting member 17 has a specific mark. According to this specific mark, the rotation detecting device 38 has
A specific detection signal is output each time it rotates. That is, when the rotation detection device 38 detects the specific mark, the specific signal detection occurs.

特定マークが検出されたときレーザビームは第2図に
示した円23の位置48に位置決めされていると仮定する。
偏向部材17がレーザビームを位置48から第1の部分31ま
で走査させる時,角度検出手段39はクロック信号にした
がってカウントアップする。レーザビームが第1の部分
31から第2の部分32まで走査するとき,角度検出手段39
はカウントダウンする。またレーザビームが第2の部分
32から位置48まで走査するときには,角度検出手段39は
カウントアップする。ゆえに,角度検出手段39の計算値
は角度θとθが互いに等しいときのみ零になる。
It is assumed that the laser beam is positioned at the position 48 of the circle 23 shown in FIG. 2 when the specific mark is detected.
When the deflecting member 17 scans the laser beam from the position 48 to the first portion 31, the angle detecting means 39 counts up according to the clock signal. The laser beam is the first part
When scanning from 31 to the second portion 32, angle detecting means 39
Counts down. The laser beam is the second part
When scanning from 32 to the position 48, the angle detecting means 39 counts up. Therefore, the calculated value of the angle detecting means 39 becomes zero only when the angles θ 1 and θ 2 are equal to each other.

角度検出手段39は,計算値を表わす内部出力信号を出
力する。内部出力信号に応じ,駆動手段33は計算値が零
になるまで駆動装置28を駆動する。
The angle detecting means 39 outputs an internal output signal representing the calculated value. According to the internal output signal, the driving means 33 drives the driving device 28 until the calculated value becomes zero.

第1図に加えて,第6図及び第7図を参照して,本発
明の変形実施例を説明する。対象物12は,マーク13に加
えて,付加マーク51を持つ。説明の便宜上,以下におい
てはマーク13をメインマークと呼ぶ。付加マーク51は対
象物12の主表面にそって,第2の方向にのび,メインマ
ーク13を横切っている。
A modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in addition to FIG. The object 12 has an additional mark 51 in addition to the mark 13. For convenience of description, the mark 13 will be referred to as a main mark below. The additional mark 51 extends in the second direction along the main surface of the object 12 and crosses the main mark 13.

対象物12を所望位置に位置決めするために,この位置
決め装置は,円23がメインマーク13と付加マーク51の交
点の回りを囲むように予め設定される。その結果,円23
は,メインマーク13の第1と第2の部分31,32に加え
て,付加マーク51の第3と第4の部分53,54をも横切
る。
In order to position the object 12 at the desired position, the positioning device is preset so that the circle 23 surrounds the intersection of the main mark 13 and the additional mark 51. As a result, yen 23
Crosses the first and second parts 31, 32 of the main mark 13 as well as the third and fourth parts 53, 54 of the additional mark 51.

光点22が,一定の速度で円23にそって継続的に動く
と,メインマーク13と付加マーク51とから特定ビーム系
列が出力される。特定ビーム系列に応じ,検出器26は,
第7図のような出力強度をもつマーク検出信号系列を出
力する。
When the light spot 22 continuously moves along the circle 23 at a constant speed, a specific beam sequence is output from the main mark 13 and the additional mark 51. Depending on the specific beam sequence, the detector 26
A mark detection signal sequence having an output intensity as shown in FIG. 7 is output.

第7図において,光点22が第1から第4までの部分3
1,32,53,54のそれぞれを横切るとき,マーク検出信号P
31,P32,P53,P54が出力される。第7図からわかるよう
に,マーク検出信号P31,P32,P53,P54には,第3図で述
べた第1と第2の時間間隔T1,T2に加えて第3と第4の
時間間隔T3,T4が生じる。
In FIG. 7, the light spot 22 is the portion 3 from the first to the fourth.
When crossing each of 1, 32, 53, 54, mark detection signal P
31 , P 32 , P 53 , P 54 are output. As can be seen from FIG. 7, the mark detection signals P 31 , P 32 , P 53 , and P 54 include the third and third time intervals T 1 and T 2 described in FIG. A fourth time interval T 3 , T 4 occurs.

処理手段36は第1と第2の時間間隔T1とT2に関わる第
1の所定計算を行ない,第6図に示した第1の間隔ΔX
を表わす。第1誤差信号を出力する。第1の間隔ΔX
は, で表わされる。ここで,rは,円23の半径を表し,αは光
点22の角速度を表す。この場合,処理手段36は,第1の
計算手段として役立つ。
The processing means 36 carries out a first predetermined calculation relating to the first and second time intervals T 1 and T 2 , and the first interval ΔX shown in FIG.
Represents The first error signal is output. First interval ΔX
Is Is represented by Here, r represents the radius of the circle 23, and α represents the angular velocity of the light spot 22. In this case, the processing means 36 serves as the first calculation means.

さらに,処理手段36は,第3と第4の時間間隔T3,T4
に関する第2の所定計算を行ない,第6図に示した第2
の間隔ΔYを表す第2の誤差信号を出力する。第2間隔
ΔYは, で表わされる。ここで,rは円23の半径を表し,αは光点
22の角速度を表す。この場合,処理手段36は,第2の計
算手段として役立つ。
In addition, the processing means 36 is arranged so that the third and fourth time intervals T 3 , T 4
A second predetermined calculation regarding the second calculation shown in FIG.
A second error signal representing the interval ΔY of is output. The second interval ΔY is Is represented by Where r is the radius of the circle 23 and α is the light spot.
Indicates the angular velocity of 22. In this case, the processing means 36 serves as the second calculation means.

第1と第2の誤差信号に応じて,駆動手段37は第1と
第2の間隔ΔX,ΔYの各々をゼロにするように移送装置
28を駆動する。
In response to the first and second error signals, the drive means 37 sets the first and second intervals ΔX and ΔY to zero, respectively.
Drive 28.

第8図を参照して,本発明の実施例による加工装置
は,半導体ウエハーのような対象物69を機械加工するた
めのもので,第1と第2のマーク検出装置71,72を含
む。対象物69は,回路パターンと,第1と第2の位置決
めエリアをもつ。第1と第2の位置決めエリアの各々
は,互いに直角な方向にのびた第1と第2のマークをも
つ。両方の第1のマークは,所定の共通の直線に沿って
のびている。その結果,両方の第2のマークは互いに平
行である。
Referring to FIG. 8, the processing apparatus according to the embodiment of the present invention is for machining an object 69 such as a semiconductor wafer, and includes first and second mark detecting devices 71 and 72. The object 69 has a circuit pattern and first and second positioning areas. Each of the first and second positioning areas has first and second marks extending in directions perpendicular to each other. Both first marks extend along a predetermined common straight line. As a result, both second marks are parallel to each other.

第1と第2のマーク検出装置71と72は,第1と第2の
位置決めエリアにおける各マークを光学的に検出するた
めのもので,前述した移送装置,投射手段,環状走査手
段,検出装置を含む。各マークの検出に応じ,第1と第
2のマーク検出装置71,72は,第1図から第7図までを
参照して既に説明しかつ後でも再び説明する方法で,第
1と第2のローカルマーク検出信号を出力する。
The first and second mark detecting devices 71 and 72 are for optically detecting each mark in the first and second positioning areas, and include the above-mentioned transfer device, projection means, annular scanning means, and detection device. including. In response to the detection of each mark, the first and second mark detection devices 71, 72 use the first and second mark detection methods described above with reference to FIGS. 1 to 7 and again later. The local mark detection signal of is output.

この加工装置は更に,反射鏡76に向って小径の加工用
レーザビームを送出するビーム送出装置74を含む。加工
用レーザビームは,反射鏡76によって反射され,ビーム
エキスパンダ77に向う。ビームエキスパンダ77は加工用
レーザビームの径を拡大して拡大ビームを出力するため
のものである。拡大ビームは対物レンズ78を通して対象
物69の回路パターンの所望部分に集められ,そしてその
所望部分の切断やトリミング等のレーザビーム加工を行
なうのに役立つ。ビーム送出装置74,反射鏡76,ビームエ
キスパンダ77,及び対物レンズ78の組合せは加工手段と
呼ばれる。
The processing apparatus further includes a beam delivery device 74 for delivering a processing laser beam having a small diameter toward the reflecting mirror 76. The processing laser beam is reflected by the reflecting mirror 76 and goes to the beam expander 77. The beam expander 77 expands the diameter of the processing laser beam and outputs the expanded beam. The expanded beam is focused on a desired portion of the circuit pattern of the object 69 through the objective lens 78, and serves to perform laser beam processing such as cutting and trimming of the desired portion. The combination of the beam sending device 74, the reflecting mirror 76, the beam expander 77, and the objective lens 78 is called a processing means.

この加工装置は更に,ステージ81,ステージ駆動装置8
2,測長器83,及びコントローラー84を含む。ステージ81
は,所定の垂直中心軸の回りを回転でき,かつ互いに直
角な第1と第2の所定水平方向において可動である。対
象物69は,ステージ81に支えられている。ステージ駆動
装置82は,ステージ81を駆動するためのものである。第
1と第2のマーク検出装置71,72は,第1の所定水平方
向において一直線である。測長器83は,ステージ81の位
置を測定し,ステージ81の位置に関する位置信号を出力
する。コントローラー84は,第1のマーク検出装置71,
第2のマーク検出装置72,ビーム送出器74,ステージ駆動
装置82,及び測長器83の各々をコントロールするための
ものである。
This processing device further includes a stage 81 and a stage drive device 8
2, including a length measuring device 83 and a controller 84. Stage 81
Are rotatable about a predetermined vertical center axis and movable in first and second predetermined horizontal directions perpendicular to each other. The object 69 is supported by the stage 81. The stage drive device 82 is for driving the stage 81. The first and second mark detection devices 71, 72 are straight lines in the first predetermined horizontal direction. The length measuring device 83 measures the position of the stage 81 and outputs a position signal regarding the position of the stage 81. The controller 84 includes the first mark detection device 71,
This is for controlling each of the second mark detecting device 72, the beam transmitter 74, the stage driving device 82, and the length measuring device 83.

レーザビーム加工が加工装置において行なわれる前
に,対象物69はその第1と第2の位置決めエリアが第1
と第2のマーク検出装置71と72にそれぞれ対向するよう
にステージ81上に予めセットされる。この場合,対象物
69は位置誤差を持つと仮定される。
Before the laser beam processing is performed in the processing device, the object 69 has its first and second positioning areas first.
And the second mark detecting devices 71 and 72 are respectively set on the stage 81 in advance. In this case, the object
69 is assumed to have position error.

対象物69の位置誤差を検出するために,第1と第2の
マーク検出位置71,72は,第1及び第2のローカルマー
ク検出信号を出力するよう作動する。第1と第2のロー
カルマーク検出信号に応じ,コントローラー84は,後で
詳述する様々な誤差信号を出力する。この誤差信号に応
じ,ステージ駆動装置82は,位置誤差をゼロにするよう
に,ステージ81を駆動する。
In order to detect the position error of the object 69, the first and second mark detection positions 71, 72 are operative to output the first and second local mark detection signals. In response to the first and second local mark detection signals, the controller 84 outputs various error signals which will be described in detail later. In response to this error signal, the stage drive device 82 drives the stage 81 so that the position error becomes zero.

第1及び第2の位置決めエリアの第1のマークには,
それぞれ第1及び第2のローカル位置誤差があると仮定
される。第1と第2のローカル位置誤差の各々は,第2
図に参照符号24で示した所定軸と第1の各マークとの間
の距離に相当する。
The first marks in the first and second positioning areas include:
It is assumed that there are first and second local position errors, respectively. Each of the first and second local position errors is equal to the second
It corresponds to the distance between the predetermined axis and each of the first marks indicated by reference numeral 24 in the drawing.

第1と第2のローカル位置誤差にしたがい,コントロ
ーラ84は,前述の所定直線と第1の所定水平方向とで決
まる角度誤差を表す角度誤差信号を出力する。
According to the first and second local position errors, the controller 84 outputs an angle error signal representing an angle error determined by the above-mentioned predetermined straight line and the first predetermined horizontal direction.

角度誤差信号に応じ,ステージ駆動装置82は,第1の
ローカル位置誤差が第2のローカル位置誤差に等しくな
るまで,ステージ81を所定の垂直な中心軸の回りで駆動
する。その結果,対象物69の角度誤差は完全に修正され
る。
In response to the angular error signal, the stage driving device 82 drives the stage 81 around a predetermined vertical central axis until the first local position error becomes equal to the second local position error. As a result, the angular error of the object 69 is completely corrected.

更に,第1,第2のローカル位置誤差にしたがって,コ
ントローラー84は第1の位置誤差信号を出力する。第1
の位置誤差信号に応じ,ステージ駆動ユニット81は,第
1及び第2のローカル位置誤差がゼロになるまで,第2
の所定水平方向においてステージ81を動かす。
Further, the controller 84 outputs the first position error signal according to the first and second local position errors. First
In response to the position error signal of, the stage drive unit 81 operates until the first and second local position errors reach zero.
The stage 81 is moved in the predetermined horizontal direction.

その結果,対象物69の位置誤差は第2の所定水平方向
において完全に修正される。
As a result, the position error of the object 69 is completely corrected in the second predetermined horizontal direction.

更に,コントローラー84は,第1及び第2のローカル
位置誤差にしたがって第1の位置誤差信号を発する。第
1の位置誤差信号に応じ,ステージ駆動ユニット81は,
第1及び第2のローカル位置誤差が零になるまで,第2
の所定水平方向においてステージ81を動かす。その結
果,対象物69の位置誤差は,第2の所定水平方向におい
て,完全に修正される。
Furthermore, the controller 84 emits a first position error signal according to the first and second local position errors. In response to the first position error signal, the stage drive unit 81
Until the first and second local position errors become zero, the second
The stage 81 is moved in the predetermined horizontal direction. As a result, the position error of the object 69 is completely corrected in the second predetermined horizontal direction.

第1及び第2の位置決めエリアにおける各第2のマー
クは,第1の所定水平方向において第3のローカル位置
誤差をもつと仮定される。第3のローカル位置誤差にし
たがって,コントローラー84は第2の位置誤差信号を出
力する。第2の位置誤差信号に応じ,ステージ駆動装置
82は,第3のローカル位置誤差が零になるまで第1の所
定水平方向においてステージ81を動かす。その結果,第
1の所定水平方向における対象物69の位置誤差は,完全
に修正される。
Each second mark in the first and second positioning areas is assumed to have a third local position error in the first predetermined horizontal direction. The controller 84 outputs a second position error signal according to the third local position error. Stage drive device according to the second position error signal
82 moves the stage 81 in the first predetermined horizontal direction until the third local position error becomes zero. As a result, the position error of the object 69 in the first predetermined horizontal direction is completely corrected.

レーザービーム加工が加工装置において実行される前
に,コントローラー84には,入力ユニット(図示しな
い)を通して,オリジナルデータ信号が供給される。オ
リジナルデータ信号は,加工を所望された部分と各マー
クとの各々の位置に関する情報を表わすものである。オ
リジナルデータ信号と,上記の位置決め装置とに応じ,
コントローラー84は,対物レンズ78の中央部に対向した
加工位置に対象物69の所望部分が到達するまで,ステー
ジ駆動装置82にてステージ81を駆動させる。加工位置に
おいては,加工手段は,加工レーザビームによって対象
物69の所望部分を加工することができる。
Before the laser beam processing is performed in the processing device, the controller 84 is supplied with the original data signal through an input unit (not shown). The original data signal represents information about each position of the portion desired to be processed and each mark. Depending on the original data signal and the above positioning device,
The controller 84 drives the stage 81 by the stage drive device 82 until the desired portion of the object 69 reaches the processing position facing the center of the objective lens 78. At the processing position, the processing means can process a desired portion of the object 69 with the processing laser beam.

上述では本発明をいくつかの実施例で説明したが,他
の様々な変形が可能なことはもちろんである。たとえ
ば,光源22は,円のみに限らず楕円のような環状線にそ
って動かされてもよい。
Although the present invention has been described above with reference to some embodiments, various other modifications are, of course, possible. For example, the light source 22 may be moved along not only a circle but an annular line such as an ellipse.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例による位置決め装置の概
略側面図,第2図は第1図の位置決め装置で処理される
対象物の部分的な平面図,第3図は第1図の位置決め装
置の動作を説明するためのタイムチャート,第4図は第
2の実施例による位置決め装置の概略側面図,第5図は
第3の実施例による位置決め装置の一部のブロック図,
第6図は変形実施例における対象物の部分的な平面図,
第7図は第6図の変形実施例の動作を説明するためのタ
イムチャート,第8図は本発明による加工装置の一実施
例を示す概略図である。 11……光源,12,69……対象物,13……マーク,17……偏向
部材,18……モータ,22……光点,26……検出器,27……制
御装置,28……移送装置,38……回転検出装置,71……第
1のマーク検出装置,72……第2のマーク検出装置,74…
…ビーム送出装置,81……ステージ,82……ステージ駆動
装置,83……測長器,84……コントローラ。
1 is a schematic side view of a positioning device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view of an object processed by the positioning device of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the positioning device, FIG. 4 is a schematic side view of the positioning device according to the second embodiment, and FIG. 5 is a block diagram of a part of the positioning device according to the third embodiment.
FIG. 6 is a partial plan view of an object in a modified embodiment,
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the modified embodiment of FIG. 6, and FIG. 8 is a schematic view showing one embodiment of the processing apparatus according to the present invention. 11 …… Light source, 12,69 …… Target, 13 …… Mark, 17 …… Deflecting member, 18 …… Motor, 22 …… Light spot, 26 …… Detector, 27 …… Control device, 28 …… Transfer device, 38 ... Rotation detecting device, 71 ... First mark detecting device, 72 ... Second mark detecting device, 74 ...
… Beam sending device, 81 …… Stage, 82 …… Stage drive, 83 …… Sensor, 84 …… Controller.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の所定方向にのびたマークを有する対
象物を位置決めするのに使用する位置決め装置におい
て,上記第1の所定方向を横切る第2の所定方向で上記
対象物を移動させる移送手段,上記対象物に向けて光ビ
ームを投射する投射手段,上記投射手段に光学的に結合
され,上記光ビームによって上記対象物を環状に走査
し,上記光ビームが上記マークを横切る毎に上記マーク
に特定ビームを生成させる環状走査手段,上記特定ビー
ムを検出し,上記特定ビームの検出を表わすマーク検出
信号を出力する検出手段,及び上記検出手段と上記移送
手段とに結合され,上記マーク検出信号に応じ上記移送
手段を制御する制御手段を含む位置決め装置。
1. A positioning device used to position an object having a mark extending in a first predetermined direction, wherein the transfer means moves the object in a second predetermined direction that traverses the first predetermined direction. A projection means for projecting a light beam toward the object, and the mark optically coupled to the projection means for scanning the object annularly by the light beam and each time the light beam crosses the mark An annular scanning means for generating a specific beam, a detection means for detecting the specific beam and outputting a mark detection signal indicating the detection of the specific beam, and the mark detection signal coupled to the detection means and the transfer means. A positioning device including control means for controlling the transfer means according to the above.
【請求項2】第1の所定方向にのびたマークを有する対
象物を加工する装置において,上記対象物を加工する加
工手段,上記第1の所定方向を横切る第2の所定方向で
上記対象物を移動させる移送手段,上記対象物に向けて
光ビームを投射する投射手段,上記投射手段に光学的に
結合され,上記光ビームによって上記対象物を環状に走
査し,上記光ビームが上記マークを横切る毎に上記マー
クに特定ビームを生成させる環状走査手段,上記特定ビ
ームを検出し,上記特定ビームの検出を表わすマーク検
出信号を出力する検出手段,及び上記検出手段と上記移
送と上記加工手段とに結合され,上記マーク検出信号に
応じ上記移送手段と上記加工手段とを制御する制御手段
を含む加工装置。
2. An apparatus for processing an object having a mark extending in a first predetermined direction, a processing means for processing the object, the object being processed in a second predetermined direction crossing the first predetermined direction. Transferring means for moving, projection means for projecting a light beam toward the object, optically coupled to the projection means, the light beam scans the object in an annular manner, and the light beam crosses the mark. An annular scanning means for generating a specific beam for each mark, a detecting means for detecting the specific beam and outputting a mark detection signal indicating the detection of the specific beam, and the detecting means, the transfer and the processing means. A processing apparatus which is coupled and includes a control means for controlling the transfer means and the processing means according to the mark detection signal.
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