JP2000112151A - 位置決め用マ―ク、位置決め方法および位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】正確に読み取り可能な小さなマークを利用し、
かつ、読み取り用のＣＣＤカメラの倍率を上げずに、す
なわち視野を狭めずに、容易にとらえられる位置決め用
マークを提供する。 【解決手段】位置決め用マーク４は、複数のマーク要素
６から構成されている。マーク要素６がＣＣＤカメラに
よって読み取られ、その結果得られたデータに基づいて
位置決め用マーク４の基準位置となる一点１０が定めら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は位置決め用マークな
らびにこれを用いた位置決め方法および位置合わせ方法
に関する。位置決め用マークは、それが設けられた面の
特定の位置を示す。

【０００２】本発明は特に、プリント配線基板等を製作
するために、フォトマスクを通して光を基板に照射する
ことによってフォトマスクに描かれたパターンを基板上
に転写する露光工程において、フォトマスクと基板とを
位置合わせする際に位置合わせマークとして利用される
のに適した位置決め用マークに関する。また、本発明は
特に、かかる露光工程において位置決め用マークを用い
てフォトマスクと基板とを位置合わせする方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】位置決め用マークを読み取るのにＣＣＤ
カメラが使われることが知られている。位置決め用マー
クは、明確にＣＣＤカメラで光学的に読み取れることが
重要である。読み取りの結果得られたデータに基づい
て、位置決め用マークの基準位置となる一点が定められ
る。例えば、不透明な平板に貫通孔をあけて位置決め用
マークとし、これを透過光を用いてＣＣＤカメラで読み
取る場合には、明確に明暗ができるので、正確に読み取
りを行い、画像処理できる場合が多い。

【０００４】一方、平板に凹状の底付き穴を形成して位
置決め用マークとし、これを反射光を用いてＣＣＤカメ
ラで読み取る場合には、明暗がはっきりせず、また、乱
反射によって画像が乱れるため、正確な画像を得ること
が困難な場合が多い。

【０００５】しかしながら、上述したような露光工程に
おいて層間の位置合わせおよび穴とパターンとの位置合
わせを行う場合には、凹状の底付き穴の形状の位置合わ
せマーク（位置決め用マーク）を正確に読み取ることが
要求されるようになった。すなわち、プリント配線基板
は近年多層化が進み、さらにこれらの位置合わせ精度が
高く要求されるようになったので、凹状の底付き穴を位
置合わせマークとし、これを反射光を用いてＣＣＤカメ
ラで正確に読み取る必要が多くなったのである。

【０００６】底付き穴は、ドリル、レーザまたは露光に
よる感光層除去といった手段によって基板に形成される
が、上述したように、貫通孔と比べて明暗がはっきりし
ない、乱反射によって画像が乱れる、といった欠点を有
する。さらに、底付き孔を形成した後の表面研磨工程
で、穴の縁部が不均一に研磨されて変形してしまう可能
性がある。また、底付き穴を含む基板表面領域に、メッ
キが施されたり、次工程のための感光膜を形成すること
があり、この場合には、穴内に感光膜の一部が入り込む
ことにより、穴の輪郭があいまいになる。結局、基板の
表面の色と穴の底面の色との差異などによって、こうし
た底付き穴を反射光を用いてＣＣＤカメラで正確に読み
取ることは困難であった。

【０００７】このように凹状の底付き穴の形状をしたマ
ークを正確に読み取ることは困難であるが、穴の大きさ
を小さくすることにより、飛躍的に鮮明な画像としてＣ
ＣＤカメラで読み取ることができることが判明した。す
なわち、穴を小さくすると、上述した表面研磨工程での
縁部の不均一な研磨による変形も非常に小さくなる。ま
た、小さな穴の上に感光膜が形成されても、穴の中には
感光材が殆ど入らないので、光学的な乱れは起こりにく
い。したがって、マークとしての穴を小さくすることに
より、ＣＣＤカメラは反射光で輪郭のはっきりした正確
なマーク形状を読み取ることができる。

【０００８】なお、マークとして穴以外のもの、例えば
凸状の断面形状をしたものや、周囲に対して識別可能な
ように色分けされた領域を採用した場合であって、上述
したような研磨や感光材の影響を受けないような環境で
用いられる場合でも、小さなマークをＣＣＤカメラで正
確に読み取り可能であることは言うまでもない。

【０００９】しかしながら一方で、マークを小さくする
と別の問題が発生する。すなわち、例えば上述した露光
工程で使用する、正確に読み取り可能な位置合わせマー
クを約０．３ないし０．０３ｍｍの径とすると、これは
従来の位置合わせマークの径（約３．０ないし０．５ｍ
ｍ）に対して数倍小さいため、ＣＣＤカメラのレンズ倍
率を上げる必要が生ずるのである。レンズ倍率を上げる
と、焦点深度が浅くなり、フォトマスクと基板とを一定
間隔をあけて重ねた状態で、双方に設けたマークを同時
に読み取ることが困難になる。また、レンズ倍率を上げ
ると、実質的に視野が狭くなり、位置合わせマークを正
確にＣＣＤカメラの視野に入れることが困難になる。言
い換えれば、ＣＣＤカメラに対して基板を粗く位置決め
する際に、該位置決めにある程度の精度を要求されるこ
とになるのである。特に位置合わせを自動機によって行
う場合、粗い位置決めに精度を要求されると、生産スピ
ードが低下したり、装置が高価なものになる欠点があ
る。

【００１０】マークとして穴以外のもの、例えば凸状の
断面形状をしたものや、周囲に対して識別可能なように
色分けされた領域を採用した場合であっても、マークを
小さくすれば読み取り用のＣＣＤカメラのレンズ倍率を
上げなければならない問題は同様である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ＣＣＤカメラで正確に読み取り可能である
という、小さなマーク（露光工程で位置合わせマークと
して基板に利用される穴であれば、上述した理由によ
り、小さい方が好ましい）の利点を生かしながら、、一
方で、位置決め用マークを粗く位置合わせする際にＣＣ
Ｄカメラの倍率を上げずに、すなわち、ＣＣＤカメラの
焦点深度を浅くせずに、また、視野を狭めずに、該位置
決め用マークを容易にとらえられるようにすることにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、平面上に設けられる位置決め用マ
ークにして、ＣＣＤカメラで読み取り、その結果得られ
たデータに基づいてその基準位置となる一点を定めるこ
とが可能な位置決め用マークにおいて、複数のマーク要
素から構成されていることを特徴とする位置決め用マー
クが提供される。

【００１３】前記マーク要素は、凹状または凸状の断面
形状を有するものとすることができる。前記マーク要素
は、前記平面を有する部材を貫通する孔または前記平面
に形成された底付き穴とすることもできる。

【００１４】前記マーク要素は円形に配列することがで
きる。あるいは前記マーク要素を十字形に配列してもよ
い。前記位置決め用マークは、該位置決め用マークに対
応する位置にて別の平面に設けられた別の位置決め用マ
ークとともに前記平面および前記別の平面間の位置合わ
せに用いられる位置合わせマークとすることができる。

【００１５】前記位置決め用マークは、前記平面上に互
いに間隔をあけて複数設けられて、これらの位置決め用
マーク間の距離を測定するために用いられる距離測定用
マークとしてもよい。

【００１６】前記マーク要素は、それぞれが個別に読み
取り可能なものとすることができる。前記マーク要素
は、直径０．５ｍｍ以下の円形とすることができる。

【００１７】また、本発明によれば、平面上に設けられ
た位置決め用マークをＣＣＤカメラで読み取り、その結
果得られたデータに基づいて前記位置決め用マークの基
準位置となる一点を定める位置決め方法において、前記
位置決め用マークが複数のマーク要素から構成されてお
り、前記ＣＣＤカメラによって前記複数のマーク要素の
全体を一つのマークとして読み取り、その結果得られた
データに基づいて前記位置決め用マークの基準位置とな
る一点を定めることを特徴とする位置決め方法も提供さ
れる。

【００１８】本発明によればさらに、平面上に設けられ
た位置決め用マークをＣＣＤカメラで読み取り、その結
果得られたデータに基づいて前記位置決め用マークの基
準位置となる一点を定める位置決め方法において、前記
位置決め用マークが複数のマーク要素から構成されてお
り、前記ＣＣＤカメラによって前記複数のマーク要素の
それぞれを個別に読み取り、その結果得られたデータに
基づいて前記複数のマーク要素のそれぞれの基準位置を
定め、これら各マーク要素の基準位置に基づいて前記位
置決め用マークの基準位置となる一点を定めることを特
徴とする位置決め方法も提供される。

【００１９】これらの位置決め方法において、前記複数
のマーク要素のうちＣＣＤカメラで正確に読み取りでき
ないものを除外し、残りの正確に読み取り可能な複数の
マーク要素のみから前記位置決め用マークが構成される
ものとしてもよい。

【００２０】本発明の位置決め方法においては、前記Ｃ
ＣＤカメラによる前記複数のマーク要素の読み取りを、
該マーク要素を取り囲む限定された領域内においてのみ
行わうようにしてもよい。

【００２１】これらの位置決め方法において、前記位置
決め用マークの基準位置は、該位置決め用マークの図心
位置とすることができる。また、これらの位置決め方法
において、前記平面を、フォトマスクを通して光を基板
に照射することによって前記フォトマスクに描かれたパ
ターンを基板上に転写する露光工程において用いられる
前記フォトマスクおよび基板のうちの少なくとも一方の
上の平面とし、前記位置決め用マークを、前記フォトマ
スクおよび基板間の位置合わせのために用いられる位置
合わせマークとしてもよい。

【００２２】さらに本発明によれば、第１の平板の互い
に間隔をあけた複数の位置に位置決め用マークを設けて
それぞれを第１の位置合わせマークとし、第２の平板
の、前記第１の位置合わせマークに対応する複数の位置
に位置決め用マークを設けてそれぞれを第２の位置合わ
せマークとし、前記第１および第２の平板の少なくとも
一方の、少なくとも前記位置決め用マークを設けた部分
が透光性を有するものとし、前記第１および第２の平板
を、対になった前記第１および第２の位置合わせマーク
どうしが重なる状態となるようにして接触または接近さ
せて位置づけ、互いに重なった対の前記第１および第２
の位置合わせマークをＣＣＤカメラによって同時に読み
取り、読み取りの結果得られたデータに基づいて対にな
った前記第１および第２の位置合わせマークのそれぞれ
の基準位置となる一点を定め、これらの不一致から前記
第１および第２の位置合わせマーク間の位置ずれ量を求
め、該位置ずれ量に基づいて前記第１および第２の平板
の一方をＸＹθ方向に移動させて前記第１および第２の
平板間の位置合わせを行う方法において、前記第１およ
び第２の位置合わせマークの少なくとも一方が、上述し
たいずれかの位置決め用マークであり、前記少なくとも
一方の位置合わせマークの基準位置が、上述したいずれ
かの位置決め方法によって定められることを特徴とす
る、位置合わせ方法が提供される。

【００２３】前記少なくとも一方の位置合わせマークの
基準位置は、該位置合わせマークの図心位置とすること
ができる。前記第１および第２の平板は、それぞれ、フ
ォトマスクを通して光を基板に照射することによって前
記フォトマスクに描かれたパターンを基板上に転写する
露光工程において用いられる前記フォトマスクおよび基
板とすることができる。

【００２４】前記少なくとも一方の位置合わせマーク
は、前記フォトマスク上に描かれた前記パターン内にあ
る別目的の形状物とすることもできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１に、露光工程において基板１
とフォトマスク２との位置合わせを行う態様を示す。
（Ａ）は従来の位置決め用マークを用いた場合、（Ｂ）
は本発明の位置決め用マークを用いた場合である。フォ
トマスク２には、位置合わせマークとして用いられる位
置決め用マーク３が四隅に設けられている。フォトマス
ク２のハッチングを施した中央部分には、基板１に転写
すべき配線のごときパターンが描かれている。パターン
の周囲は透明な領域であり、該透明な領域内に、例えば
黒丸で形成される位置決め用マーク３が描かれている。

【００２６】位置決め用マーク３に対応するよう基板１
側の四隅に設けられた従来の位置決め用マーク５は、比
較的大きな凹状の底付き穴である。一方、同じくフォト
マスク２の位置決め用マーク３に対応するよう基板１側
の四隅に設けられた、本発明による位置決め用マーク４
は、後述するように比較的小さな底付き穴である複数の
マーク要素６から構成されている。この例では、位置決
め用マーク４は、直径が０．５ｍｍ以下（望ましくは
０．１ｍｍ程度）の円形のマーク要素６を円形状に配列
して構成されている。このように複数の小さなマーク要
素６から構成された位置決め用マーク４は、全体として
は従来の位置決め用マーク５とほぼ同等の大きさを有し
ている。

【００２７】基板１とフォトマスク２とは、図１の右側
に示すように、対になった基板１側の位置決め用マーク
４または５とフォトマスク２側の位置決め用マーク３と
が重なるようにして、互いに接触または接近するように
位置づけられる。重なり合ったそれぞれの対の位置決め
用マークをＣＣＤカメラで上方から同時に読み取り、こ
れらの位置決め用マーク間の位置合わせをすることによ
り、基板１およびフォトマスク２間の位置合わせを行
う。位置合わせが完了したら、フォトマスク２を通して
光を基板１に照射し、露光を行う。これにより、フォト
マスク２のパターンが基板１上に転写される。

【００２８】図２に、基板１に設けた従来の比較的大き
な底付き穴からなる位置決め用マーク５と、フォトマス
ク２に設けた位置決め用マーク３とのマーク読み取り
を、ＣＣＤカメラ７によって行う状態を示す。フォトマ
スク２の位置決め用マーク３を設けた領域部分は、透明
で光を通す。それぞれの対になった位置決め用マーク
３，５どうしが互いに重なるようにして、基板１とフォ
トマスク２とが互いに接近して位置づけられる。両者を
接触させて位置づける場合もある。それぞれの位置決め
用マーク３，５には、リング状照明器具８から光が照射
される。ＣＣＤカメラ７は、反射光を受けて、それぞれ
の位置決め用マーク３，５を読み取る。それぞれの位置
決め用マーク３，５の読み取りデータから、それぞれの
マーク３，５の基準位置となる一点が定められ、これら
の基準位置間の位置ずれ量が求められる。この位置ずれ
量に基づいて、基板１またはフォトマスク２がＸＹθ方
向に移動され、それぞれの対の位置決め用マーク３，５
を正確に位置あわせすることにより、基板１とフォトマ
スク２との位置合わせが行われる。

【００２９】図３（Ａ）のように、従来の比較的大きな
底付き穴を位置決め用マーク５として用いた場合には、
基板１上に感光材９を塗布したときに、感光材９の一部
が穴に入り込んでしまう。すると、上図に示すように、
ＣＣＤカメラで読み取って２位置化した画像は、輪郭が
あいまいになってしまう。これでは位置決め用マーク５
の正確な読み取りはできない。

【００３０】一方、本発明におけるように、比較的小さ
な径の底付き穴からなるマーク要素６で位置決め用マー
ク４を構成するようにした場合、感光材９は、マーク要
素６の穴に殆ど入らないので、（Ｂ）の上図に示すよう
に、ＣＣＤカメラの画像は輪郭がはっきりしており、正
確な読み取りが可能である。

【００３１】図４には、本発明により、複数の比較的小
さなマーク要素６から位置決め用マーク４を構成した３
例を示す。（１）は、マーク要素６を円形状に配列した
もの、（２）は十字形に配列したもの、（３）は直線状
に２列配列したものである。マーク要素６の配列例は、
これらに限定されない。

【００３２】また、マーク要素６は、底付き穴のほか、
凹状または凸状の断面形状を有するもの、貫通孔などと
することができる。さらに、マーク要素６は、図示実施
例のように、すべて同一径の円でそろえてもよいし、ま
たは、マーク要素６として何種類かの互いに径の異なる
円を使用し、これら径の異なる複数の円で位置決め用マ
ーク４を構成するようにしてもよい。

【００３３】図５に基づいて、本発明による位置決め用
マーク４を構成する複数のマーク要素６の位置、形状ま
たはマーク要素間の距離から位置決め用マーク４の基準
位置（この場合は図心位置）となる一点を決定するいく
つかの方式を説明する。（１）においては、マーク要素
６の外接円または外接多角形などの図形の中心を求める
ことにより、位置決め用マーク４の基準位置１０である
図心位置を定める。（２）も同様に、３つのマーク要素
６の外接円または外接三角形の中心を求めることによ
り、位置決め用マーク４の基準位置１０となる一点を決
定する。（３）は、４つのマーク要素６の、互いに対向
する対のマーク要素６どうしを結ぶ連結線の交点から、
位置決め用マーク４の基準位置１０となる一点を決め
る。

【００３４】図５の（１）ないし（３）のいずれの方式
においても、複数のマーク要素６のそれぞれを個別に読
み取り、その結果得られたデータに基づいて、複数のマ
ーク要素６のそれぞれの基準位置を先に求めるようにし
ている。（１）および（２）におけるマーク要素６の基
準位置は、それぞれのマーク要素６の面領域が存在する
位置であり、（３）におけるマーク要素６の基準位置
は、それぞれのマーク要素６の図心の位置である。
（１）および（２）における外接円や外接多角形、なら
びに（３）における連結線は、これらのマーク要素６の
基準位置に基づいて想定される。このように、図５の例
では、各マーク要素６の基準位置に基づいて、位置決め
用マーク４の基準位置１０となる一点が定められる。な
お、（１）および（２）の方式において、各マーク要素
６の図心をマーク要素の基準位置とし、外接円や外接多
角形の代わりに、これら各マーク要素６の図心をつなぐ
円や多角形を想定し、その図形の中心を位置決め用マー
ク４の基準位置１０となる一点としてもよい。

【００３５】位置決め用マーク４の基準位置としては、
図心以外にも、重心その他を任意に選択することができ
る。本発明による位置決め用マーク４は、２枚の平板ど
うしの位置合わせに用いる場合、双方の平板に設けても
よいし、いずれか一方の平板に設けるようにしてもよ
い。例えば露光工程の基板１とフォトマスク２との位置
合わせに用いられる場合、図６の（１）に示すように基
板側の位置決め用マークを構成するものとしてマーク要
素６ａを設け、フォトマスク側の位置決め用マークを構
成するものとしてマーク要素６ｂを設けるようにしても
よい。または、（２）のように、基板側にだけ、本発明
の位置決め用マークを構成するマーク要素６ａを設け、
フォトマスク側には従来の位置決め用マーク３を設ける
ようにしてもよい。なお、ここでの図示例では、位置決
め用マーク３の周囲は透明領域とされ、マスク円マーク
１１を境界として、その外周領域は不透明領域とされて
いる。

【００３６】本発明による位置決め用マークは、上述し
たように２つの平板間の位置合わせに利用されるほか、
一枚の平板に複数の位置決め用マークを設け、その位置
決め用マーク間の距離の測定に利用したり、該距離の測
定によって、測定具の検査を行うような利用の仕方もで
きる。

【００３７】また、本発明の位置決め用マークは、フォ
トマスク上に描かれたパターン内にある、別目的の形状
物を併用したものであってもよい。図７に基づいて、図
５の方式とは異なる、位置決め用マーク４の基準位置の
定め方を説明する。この方式においては、ＣＣＤカメラ
によって複数のマーク要素６の全体を一つのマークとし
て読み取り、その結果得られたデータに基づいて、位置
決め用マーク４の基準位置となる一点を定める。

【００３８】図７には、ＣＣＤカメラの受光素子マトリ
ックス１２上に、同心円上に配列された６個のマーク要
素６からなる位置決め用マーク４がＣＣＤカメラのレン
ズを通して結像している状態が示されている。図示例の
場合、６個のマーク要素６のすべては暗部として形成さ
れているが、これとは逆に、マーク要素６以外の領域
（マーク要素６の周囲の領域）を暗部としてもよい。

【００３９】一方、各受光素子１３のアドレスは、受光
素子マトリックス１２の左上端を原点（０，０）とし
て、当該受光素子に至るまで矢印で示すＸＹ軸方向に沿
ってそれぞれ数えられる素子数で表現される。また、す
べての受光素子１３は、その出力電圧を一定の電圧レベ
ルでスライスして２位置化する。すなわち、受光素子
が、スライスレベルよりも高い出力電圧を有する場合は
正（明るい部分）とし、低い出力電圧を有する場合には
負（暗い部分）とする。

【００４０】位置決め用マーク４の基準位置となる中心
位置を求めるには、ある図形の断面一次モーメントと面
積とからその図形の図心を求めるのと同様な手法が用い
られる。すなわち、負（暗い部分）となっているマーク
要素６のすべての部分に対応する受光素子のＸ軸方向お
よびＹ軸方向のアドレスを、Ｘ軸およびＹ軸それぞれに
関して別々に積算し、それぞれの積算値を、マーク要素
６の負となっているすべての部分に対応する受光素子の
総数で割ることにより、基準位置１０である位置決め用
マーク４の中心（図心）位置のアドレスが求められる。

【００４１】この手法は、マーク要素６を個別に読み取
ることをせずに、複数のマーク要素６の全体を一つのマ
ークとして読み取って、位置決め用マーク４の基準位置
１０を求めるものであるが、同じ手法を個々のマーク要
素６に適用すれば、それぞれのマーク要素６の中心（図
心）位置を求めることもできる。そうして得られた中心
（図心）位置を、各マーク要素６の基準位置とし、図５
に関連して説明した手法で位置決め用マーク４の基準位
置を定めてもよい。

【００４２】図８は、図６と同様に基板側の位置決め用
マーク４とフォトマスク側の位置決め用マーク３とを重
なった状態にし、これをＣＣＤカメラのレンズを通して
受光素子マトリックス１２上に結像させた状態を示す。
フォトマスク側の位置決め用マーク３は、一つの円形マ
ークであり、マーク要素６と同じく負（暗い部分）とさ
れている。基板およびフォトマスクは、基板の位置決め
用マーク４のほぼ中央にフォトマスクの位置決め用マー
ク３が粗く位置決めされるようにして、互いに接近また
は接触して重ねられる。二つの位置決め用マーク３，４
間の位置決めは、次のようにして行われる。すなわち、
まず、受光素子マトリックス１２を、フォトマスクの位
置決め用マーク３のみを含む領域に限定して画像処理を
行い、図７に関連して説明した手法で該位置決め用マー
ク３の中心（図心）位置を算出してこれを基準位置とす
る。次に、この制限領域において一時的に正負を逆転さ
せ、位置決め用マーク３を消去した状態とする。その状
態で今度は受光素子マトリックス１２全体の画像処理を
行い、図７に関して説明した手法により基板の位置決め
用マーク４のみの中心（図心）位置を算出し、これを基
準位置とする。二つの位置決め用マーク３，４の基準位
置を比較し、これらの位置決め用マーク間の位置ずれ量
が求められる。

【００４３】上述した、受光素子マトリックス１２の画
像読み取りを行う領域を限定する手法は、ノイズ排除に
応用できる。ＣＣＤカメラでマークを読み取るとき、受
光素子マトリックス１２全域または相当広い範囲にわた
って画像の読み取りを行うと、マーク以外の画像、すな
わちノイズまで読み取り、その後の画像処理に支障をき
たすことがある。そこで、マークが存在する領域に限定
して画像の読み取りを行えば、こうした弊害を防ぐこと
ができる。マークが存在する領域を限定するには、その
マークの既知の形状、寸法等をもとにして決める。図９
は、制限領域の決め方の例を示す。破線で囲まれた部分
が、画像の読み取りを行う制限領域である。図９Ａで
は、四角い線で、フォトマスクの位置決め用マーク３
と、複数のマーク要素６からなる基板の位置決め用マー
ク４とをそれぞれ制限領域内に取り込んでいる。図９Ｂ
では、円形の線で、フォトマスクの位置決め用マーク３
と、基板の位置決め用マーク４を構成する個々のマーク
要素６とをそれぞれ制限領域内に取り込んでいる。図９
Ｃでは、円形の線で、フォトマスクの位置決め用マーク
３と、複数のマーク要素６からなる基板の位置決め用マ
ーク４とをそれぞれ制限領域内に取り込んでいる。この
ように、読み取り領域を制限すれば、マーク以外の画
像、すなわちノイズを排除することができるので、その
後の画像処理を非常に正確かつ容易に行うことができ
る。

【００４４】また、この画像読み取り領域を制限する手
法は、ＣＣＤカメラで正確に読み取りできないマーク要
素６を除外することにも応用できる。本発明の位置決め
用マーク４は、複数のマーク要素６から構成されている
ので、これらのマーク要素６のうち、その形状、位置、
寸法等が許容限度を越えていたり、また、画像が２位置
化できなかったものがあった場合、そのマーク要素６を
除外して、残りの正確に読み取り可能な複数のマーク要
素６のみから位置決め用マーク４が構成されるものと
し、画像処理を行って基準位置を求めることが可能であ
る。そこで、ＣＣＤカメラで正確に読み取りできない特
定のマーク要素６を除外する際、上述した、画像読み取
り領域を制限する手法が利用される。

【００４５】なお、従来は位置決め用マークが一カ所に
一個のマークで構成されていたため、もし、この一個の
マークが読み取り不良であれば、位置合わせ自体が不可
能になったり、位置合わせ精度が著しく低下する事態を
招いていた。本発明におけるように、複数のマーク要素
６から位置決め用マーク４が構成されるようにすれば、
一個のマーク要素６が読み取り不良になっても、これを
除外することにより、残りの良好なマーク要素６のみか
ら位置決め用マーク４が構成されることになるので、む
しろこれを高精度な位置合わせが可能な位置決め用マー
クとして利用することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、一つの位置決め用マー
クが複数のマーク要素によって構成されているので、個
々のマーク要素は、ＣＣＤカメラで正確に読み取り可能
な程度に小さくできる一方で、これらの小さなマーク要
素が集まって構成する位置決め用マークの大きさは従来
の位置決め用マークと同等程度の大きさにすることがで
きる。したがって、ＣＣＤカメラに対して位置決め用マ
ークを粗く位置合わせする際に、ＣＣＤカメラの倍率を
上げて焦点深度を浅くすることなく、また、視野を狭め
ることなく、位置決め用マークを容易にとらえることが
できる。したがって効率よく位置合わせ作業を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 基板とフォトマスクとの位置合わせを行う態
様を示す概略平面図であり、（Ａ）は従来の位置決め用
マークを用いた場合、（Ｂ）は本発明の位置決め用マー
クを用いた場合である。

【図２】 従来の底付き穴を位置決め用マーク（位置合
わせマーク）として基板に設け、該基板とフォトマスク
とのマークの読み取りをＣＣＤカメラを用いて行う態様
を示す、概略断面図。

【図３】 位置決め用マークとして底付き穴を採用した
場合の断面（下図）と、該底付き穴を上方からＣＣＤカ
メラでみたときの画像を示す概略平面図（上図）。
（Ａ）は従来の位置決め用マークとして使用されていた
大きな底付き穴の場合、（Ｂ）は本発明におけるマーク
要素のような小さな底付き穴の場合。

【図４】 本発明による位置決め用マークの形状の中か
ら３例を示す平面図。

【図５】 本発明による位置決め用マークを構成する複
数のマーク要素の位置またはマーク要素間の距離から位
置決め用マークの基準位置（この場合は図心位置）を決
定する方式を説明するための平面図。

【図６】 本発明による位置決め用マークを用いて基板
とフォトマスクとの位置合わせを行う態様を示す部分平
面図。（１）は基板およびフォトマスクの双方に本発明
の位置決め用マークを用いた場合、（２）は基板に本発
明の位置決め用マークを用い、フォトマスクに従来の位
置決め用マークを用いた場合。

【図７】 ＣＣＤカメラの受光素子マトリックス上に、
同心円上に配列された６個のマーク要素からなる位置決
め用マークがＣＣＤカメラのレンズを通して結像してい
る状態を示す平面図。

【図８】 基板側の位置決め用マークとフォトマスク側
の位置決め用マークとを重なった状態にし、これをＣＣ
Ｄカメラのレンズを通して受光素子マトリックス上に結
像させれた状態を示す平面図。

【図９】 受光素子マトリックス上で、マークが存在す
る領域を限定するやり方を各種示す平面図。

【符号の説明】

１ 基板、２ フォトマスク、３ 位置決め用マーク、
４位置決め用マーク、５ 位置決め用マーク、６ マー
ク要素、６a 基板側のマーク要素、６b フォトマスク側
のマーク要素、７ ＣＣＤカメラ、８ リング状照明器
具、９ 感光材、１０ 基準位置、１１ マスク円マー
ク、１２ 受光素子マトリックス、１３ 受光素子。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面上に設けられる位置決め用マークに
   して、ＣＣＤカメラで読み取り、その結果得られたデー
   タに基づいてその基準位置となる一点を定めることが可
   能な位置決め用マークにおいて、 複数のマーク要素から構成されていることを特徴とする
   位置決め用マーク。
2. 【請求項２】 前記マーク要素が、凹状または凸状の断
   面形状を有している、請求項１に記載の位置決め用マー
   ク。
3. 【請求項３】 前記マーク要素が、前記平面を有する部
   材を貫通する孔または前記平面に形成された底付き穴で
   ある、請求項１に記載の位置決め用マーク。
4. 【請求項４】 前記マーク要素が円形に配列されてい
   る、請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め用マ
   ーク。
5. 【請求項５】 前記マーク要素が十字形に配列されてい
   る、請求項１ないし３のいずれかに記載の位置決め用マ
   ーク。
6. 【請求項６】 前記位置決め用マークが、該位置決め用
   マークに対応する位置にて別の平面に設けられた別の位
   置決め用マークとともに前記平面および前記別の平面間
   の位置合わせに用いられる位置合わせマークである、請
   求項１ないし５のいずれかに記載の位置決め用マーク。
7. 【請求項７】 前記位置決め用マークが、前記平面上に
   互いに間隔をあけて複数設けられて、これらの位置決め
   用マーク間の距離を測定するために用いられる距離測定
   用マークである、請求項１ないし５のいずれかに記載の
   位置決め用マーク。
8. 【請求項８】 前記マーク要素のそれぞれが個別に読み
   取り可能とされている、請求項１ないし７のいずれかに
   記載の位置決め用マーク。
9. 【請求項９】 前記マーク要素が直径０．５ｍｍ以下の
   円形である、請求項１ないし８のいずれかに記載の位置
   決め用マーク。
10. 【請求項１０】 平面上に設けられた位置決め用マーク
    をＣＣＤカメラで読み取り、その結果得られたデータに
    基づいて前記位置決め用マークの基準位置となる一点を
    定める位置決め方法において、 前記位置決め用マークが複数のマーク要素から構成され
    ており、前記ＣＣＤカメラによって前記複数のマーク要
    素の全体を一つのマークとして読み取り、その結果得ら
    れたデータに基づいて前記位置決め用マークの基準位置
    となる一点を定めることを特徴とする位置決め方法。
11. 【請求項１１】 平面上に設けられた位置決め用マーク
    をＣＣＤカメラで読み取り、その結果得られたデータに
    基づいて前記位置決め用マークの基準位置となる一点を
    定める位置決め方法において、 前記位置決め用マークが複数のマーク要素から構成され
    ており、前記ＣＣＤカメラによって前記複数のマーク要
    素のそれぞれを個別に読み取り、その結果得られたデー
    タに基づいて前記複数のマーク要素のそれぞれの基準位
    置を定め、これら各マーク要素の基準位置に基づいて前
    記位置決め用マークの基準位置となる一点を定めること
    を特徴とする位置決め方法。
12. 【請求項１２】 前記複数のマーク要素のうちＣＣＤカ
    メラで正確に読み取りできないものを除外し、残りの正
    確に読み取り可能な複数のマーク要素のみから前記位置
    決め用マークが構成されるものとして行われることを特
    徴とする請求項１０項または１１項に記載の位置決め方
    法。
13. 【請求項１３】 前記ＣＣＤカメラによる前記複数のマ
    ーク要素の読み取りが、該マーク要素を取り囲む限定さ
    れた領域内においてのみ行われることを特徴とする請求
    項１０項ないし１２項のいずれかに記載の位置決め方
    法。
14. 【請求項１４】 前記位置決め用マークの基準位置は、
    該位置決め用マークの図心位置である、請求項１０ない
    し１３のいずれかに記載の位置決め方法。
15. 【請求項１５】 前記平面が、フォトマスクを通して光
    を基板に照射することによって前記フォトマスクに描か
    れたパターンを基板上に転写する露光工程において用い
    られる前記フォトマスクおよび基板のうちの少なくとも
    一方の上の平面であり、前記位置決め用マークが、前記
    フォトマスクおよび基板間の位置合わせのために用いら
    れる位置合わせマークである、請求項１０ないし１４の
    いずれかに記載の位置決め方法。
16. 【請求項１６】 第１の平板の互いに間隔をあけた複数
    の位置に位置決め用マークを設けてそれぞれを第１の位
    置合わせマークとし、 第２の平板の、前記第１の位置合わせマークに対応する
    複数の位置に位置決め用マークを設けてそれぞれを第２
    の位置合わせマークとし、 前記第１および第２の平板の少なくとも一方の、少なく
    とも前記位置決め用マークを設けた部分が透光性を有す
    るものとし、 前記第１および第２の平板を、対になった前記第１およ
    び第２の位置合わせマークどうしが重なる状態となるよ
    うにして接触または接近させて位置づけ、 互いに重なった対の前記第１および第２の位置合わせマ
    ークをＣＣＤカメラによって同時に読み取り、 読み取りの結果得られたデータに基づいて対になった前
    記第１および第２の位置合わせマークのそれぞれの基準
    位置となる一点を定め、これらの不一致から前記第１お
    よび第２の位置合わせマーク間の位置ずれ量を求め、 該位置ずれ量に基づいて前記第１および第２の平板の一
    方をＸＹθ方向に移動させて前記第１および第２の平板
    間の位置合わせを行う方法において、 前記第１および第２の位置合わせマークの少なくとも一
    方が、請求項１ないし９のいずれかに記載の位置決め用
    マークであり、 前記少なくとも一方の位置合わせマークの基準位置が、
    請求項１０ないし１３のいずれかに記載の位置決め方法
    によって定められることを特徴とする、 位置合わせ方法。
17. 【請求項１７】 前記少なくとも一方の位置合わせマー
    クの基準位置は、該位置合わせマークの図心位置であ
    る、請求項１６に記載の位置合わせ方法。
18. 【請求項１８】 前記第１および第２の平板が、それぞ
    れ、フォトマスクを通して光を基板に照射することによ
    って前記フォトマスクに描かれたパターンを基板上に転
    写する露光工程において用いられる前記フォトマスクお
    よび基板である、請求項１６または１７に記載の位置合
    わせ方法。
19. 【請求項１９】 前記少なくとも一方の位置合わせマー
    クが、前記フォトマスク上に描かれた前記パターン内に
    ある別目的の形状物である、請求項１６ないし１８のい
    ずれかに記載の位置合わせ方法。