JPH03212609A - ２視野光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 口産業上の利用分野コ 本発明は、２つの光学系を有する画像処理用の２視野光
学装置に関する。

［従来の技術］ ハイブリッド集積回路等の集積回路の生産工程において
高密度実装を行う場合、２視野の光学系によりワーク面
の位置決めを行う場合がある。

第４図は、ハイブリッド集積回路の実装用の画像処理装
置に用いられている２視野光学装置の従来例を示してい
る。同図に示すように、ワーク面１０の表面上のアライ
メントマーク１１及び１２の光１３及び１４を反射する
ミラー１５〜１８と、レンズ１９及び２０と、画像処理
用カメラ２１及び２２とが２つの一軸ステージ２３及び
２４に夫々収容されている。

ここで−軸ステージとは部材を保持したまま一つの座標
軸上に移動することが可能な装置とする。

ミラー１５及び１６と、レンズ１９と、カメラ２１とは
−軸ステージ２３と一体的に構成されている。ミラー１
７及び１８と、レンズ２Ｇと、カメラ２２とは一軸ステ
ージ２４と一体的に構成されている。

２視野のピッチ、即ちアライメントマーク１１と１２と
の間隔を変更するときは一軸ステージ２３及び２４を矢
印Ａ及びＢの方向に別々に動かすことによつて行ってい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来技術によると、各−軸ステジ２３及
び２４を互いに独立して別個に動かすため、ワーク面１
０のアライメントマーク１１と１２との中心がずれてし
まう。そのためアライメントマーク間のピッチを変更す
る度に中心位置の調整をしなければならないという不都
合があった。

さらに、撮像光学系が左右方向に移動可能な最小ピッチ
より小さいピッチでは、光学系が干渉、即ち互いに接触
してしまうため撮像することができないという不都合が
あった。

従って本発明の目的は、調整が容易で、かつ光学系の干
渉を防止する２視野光学装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的は、被測定体からの光を集光する単一のレン
ズと、該レンズを通過した光を分割する分割手段と、該
レンズの光軸と平行に移動か可能であって、前記分割さ
れた一方の光を反射する第１の反射手段と、該第１の反
射手段で反射された光を受光する第１の受光手段と、前
記光軸を含む平面において前記光軸に関し前記第１の反
射手段と対称な位置にあり、前記分割された他方の光を
反射する第２の反射手段と、前記平面に関し前記第１の
受光手段と対称な位置にあり、前記第２の反射手段から
の光を受光する第２の受光手段とを備えることで達成さ
れる。

［作用］ ワーク面上の異なるアライメントマークからの光が単一
のレンズで集光され、分割手段により分割される。分割
された光はレンズの光軸を含む同一平面上の第１及び第
２の反射手段で反射される。

反射された光が第１及び第２の受光手段で受光されるこ
とによりアライメントマークのピッチの変化に対応した
位置で受光することができる。

［実施例］ 本発明による２視野光学装置の一実施例を第１図の概要
図を参照して説明する。

この実施例は、例えば高密度のハイブリッド集積回路の
実装時のワークの位置決めに用いられる画像処理用の光
学装置である。

本実施例の装置において、ワーク面２５上のアライメン
トマーク２６及び２７からの光２８及び２９は単一のレ
ンズの一例としてのレンズ３０を通過する。レンズ３０
を通過した光２８及び２９は分割手段の一例としてのミ
ラー３１及び３２により左右に分割される。

分割された光２９は、第１の反射手段の一例としてのミ
ラー３３によって反射されて、第１の受光手段の一例と
してのカメラ３４に達する。一方、分割された光２８は
、第２の反射手段の一例としてのミラー３５によって反
射されて、第２の受光手段の一例としてのカメラ３６に
達する。即ちミラー３１．３３及びカメラ３４は、光軸
３７を含む図示しない平面に関しミラー３２．３５及び
カメラ３６と夫々対称な位置にある。

レンズ３０はアライメントマーク２６及び２７からの光
２８及び２９を集光するための部材である。レンズ３０
は、図では両凸レンズであるが、平凸レンズ又はフレネ
ルレンズを用いてもよい。さらに、凹レンズ、他の凸レ
ンズ等のレンズを組み合わせた複合レンズを用いてもよ
い。

ミラー３１及び３２は、レンズ３０を通過した光２８及
び２９を反射することによって分割する部材である。

ミラー３１及び３２は、レンズ３０からの距離が等しく
、レンズ３０の光軸３７に関し対称となるように構成さ
れている。なお、ミラー３１及び３２の反射面は平面と
する。

ミラー３３及び３５は、ミラー３１及び３２で分割され
た光２８及び２９を反射する部材であり、ミラー３１及
び３２と同一の部材が用いられる。

カメラ３４及び３６は、ミラー３１及び３２からの光２
８及び２９を撮像するための装置であり、ＣＯＤ　（電
荷結合素子）カメラが用いられる。カメラ３４及び３６
はＣＣＤカメラに限らず画像を撮像することができれば
他のカメラを用いてもよい。カメラ３４とミラー３３と
は一軸ステージ３８に一体で取り付けられており、カメ
ラ３６とミラー３５は一軸ステージ３９に一体で取り付
けられている。２つの１軸ステジ３８と３９とはさらに
別の一軸ステージ４０に取り付けられている。

一軸ステージ３８．３９及び４０は、レンズ３０の光軸
３７の方向と平行に移動可能である。−軸ステージ４０
を矢印Ｃの方向に動かすと、−軸ステージ３８及び３９
も同時に矢印Ｃ方向に移動するので、ミラー３３及び３
５は３３ａ及び３５ａに移動し、カメラ３４及び３６は
３４ａ及び３ｆｉａの位置に移動する。ワーク面２５上
の別のアライメントマークを図のように４１及び４２と
するとカメラ３４の受光面４３に結像される結像点は、
ｚ７ｚから４２ｚとなり、カメラ３６の受光面４４に結
像される結像点は、２６Ｚから４１ｚとなる。つまり、
ワーク面２５上の２つのアライメントマーク４１及び４
２を撮像することになる。

なお、−軸ステージ３８及び３９は、互いに独立して別
個に移動が可能であり、２視野の中心のオフセットを与
えることで位置の微調整を行うための機構である。

次に、光学の概要について第２図を用いて説明する。

なお、光学系は左右対象のため、片側のみで説明する。

ワーク面２５上の離れた２点のアライメントマーク２６
及び４１は、ミラー３２が存在しなければレンズ３０に
よって投影面４５に像２６ｏ及び４１０として投影され
る。

ワーク面２５は投影面４５と平行であり、かつレンズ３
０の光軸３７に垂直である。

ミラー３５がなければ、アライメントマーク２６及び４
Ｉからの光２８及び４６がレンズ３０を通過し、ミラー
３２によって反射されて２６ａ及び４１ａに結像する。

ミラー３２の角度はレンズ３０の光軸３７に対して、４
５度になっているので、像２５ａと像４１ａとを結ぶ線
は、光軸３７に平行であり、その距離は像２６ｏと像４
１０とを結ぶ線の長さＬｏである。

さらにミラー３２と像２６ａ及び像４１ａの途中にミラ
ー３５をおくと、像は反射されて、像２６ｂと像４１ｂ
に結像する。

このミラー３５は、ミラー３２に平行で、角度はレンズ
３０の光軸３７に対して、４５度になっている。

ここでミラー３５を投影面４５の方向にＬＯだけ光軸３
７に平行移動したミラーをミラー３５ａとする。

これは、ミラー３５を投影面４５の方向にＬＯだけ光軸
３７に対して直角に平行移動した場合と等価である。

像４１ａからレンズ３０の光軸３７に対して垂直方向に
線を引き、ミラー３５及びミラー３５ａと交わった点を
夫々点Ａ及び、点Ｂとする。ミラー３２によって ＬＯ−２６０・４１０−２６ａ　・４１ａミラー３５に
よって ２６ａ　・４１ａ　＝２６ｂ　・４１ｂ　＝　Ｌ　。

ミラー３５ａによって ４１ａ　−Ｂ＝４１ｃ　−Ｂ 四角形Ａ−Ｂ・２６ｂ・４１ｂは、長方形であるのでＡ
・４１ｂ＝Ｂ・２６ｂ Ａ−Ｂ　　＝２６ｂ　・４１ｂ＝Ｌ。

又、像２６ａからレンズ３０の光軸３７に対して垂直方
向に線を引き、ミラー３５と交わった点を点Ｃとする。

ミラー３５によって ２６ａ−Ｃ＝２６ｂ−Ｃ 四角形Ｂ−Ｃ・２６ａ・４１ａは、長方形であるので ２６ａ−Ｃ＝４１ａ　＠　Ｂ 以上から ４１ｃｍＢ＝４１ａ−Ｂ＝２６ａ　−Ｃ＝２６ｂ　−Ｃ
＝Ｊ５ｂ　−Ｂ＋Ｂ　−Ｃ ＝２６ｂ−Ｂ＋ＬＯ ＝２６ｂ　−Ｂ＋２６ｂ・４１ｃ したがって ２６ｂ　・４１ｃ　＝Ｌ　。

以上のことからミラー３５によって結像する点２６ｂに
カメラ３６の受光面４４を置き、ミラー３５とカメラ３
６とを一体としてＬｏだけ矢印り方向に移動すると点２
６０からＬｏだけ離れた４１０を点４１Ｃとして撮像す
ることができる。

このような光学系を左右一体として動作させると、２視
野の中心の位置が変わらずに２視野のピッチを左右均等
に変化させることができる。

第３図は他の実施例を示す概要図である。第１図に示す
実施例との違いは、ミラー３１及び３２をプリズム４７
で、ミラー３３をプリズム４８で、ミラー３５をプリズ
ム４９で構成している点である。プリズム４７が光軸３
７に関し左右対称となっている。ワーク面２５上のアラ
イメントマーク２６及び２７からの光２８及び２９がレ
ンズ３０を通過しプリズム４７で反射することにより分
割される。プリズム４７で分割された一方の光２９はプ
リズム４８で反射され、カメラ３４で受光される。プリ
ズム４７で分割された他方の光２８はプリズム４９で反
射され、カメラ３６で受光される。

本実施例の２視野光学装置は、ハイブリッド集積回路に
限らず集積回路のフォトマスク、液晶パネル等の平面上
の部材の検査又は製造工程時の位置決めに用いてもよい
。

さらに、受光面にレンズを配置して直接目視するような
顕微鏡に用いてもよい。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、被測定体か
らの光を集光する単一のレンズと、レンズを通過した光
を分割する分割手段と、レンズの光軸と平行に移動が可
能であって、分割された一方の光を反射する第１の反射
手段と、第１の反射手段で反射された光を受光する第１
の受光手段と、レンズの光軸を含む平面に関し第１の反
射手段と対称な位置にあり、分割された他方の光を反射
する第２の反射手段と、前記平面に関し第１の受光手段
と対称な位置にあり、第２の反射手段からの光を受光す
る第２の受光手段とを備えた簡単な装置を用いることに
より、ワーク面のアライメントマークのピッチが変更さ
れても、反射手段及び受光手段を同時に光軸方向に移動
するだけで２視野の中心を固定したまま位置決めを行う
ことができる。さらに本発明によればアライメントマー
クのピッチが従来の２視野光学装置の最小ピッチよりも
小さいピッチの場合でも光学系の干渉を防止して撮像す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２視野光学装置の一実施例を示す概要
図、第２図は第１図の実施例をさらに詳細に説明するた
めの説明図、第３図は本発明の他の実施例を示す概要図
、第４図は従来例を示す概要図である。 ２５・・・・・・ワーク面、２６．２７．４１．４２　
・−・−・・アライメントマーク、３１〜３３．３５・
・・・・・ミラー、３４．３６・・・・・・カメラ、３
０・・・・・・レンズ、３７・・・・・・光軸、３８．
３９．４０・・・・・・−軸ステージ。 、を−人 （５０４）シャープ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定体からの光を集光する単一のレンズと、該レンズ
   を通過した光を分割する分割手段と、該レンズの光軸と
   平行に移動が可能であって、前記分割された一方の光を
   反射する第１の反射手段と、該第１の反射手段で反射さ
   れた光を受光する第１の受光手段と、前記光軸を含む平
   面に関し前記第１の反射手段と対称な位置にあり、前記
   分割された他方の光を反射する第２の反射手段と、前記
   平面に関し前記第１の受光手段と対称な位置にあり、前
   記第２の反射手段からの光を受光する第２の受光手段と
   を備えていることを特徴とする２視野光学装置。