JPH11239952A - Alignment detector - Google Patents

Alignment detector

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JPH11239952A
JPH11239952A JP10043487A JP4348798A JPH11239952A JP H11239952 A JPH11239952 A JP H11239952A JP 10043487 A JP10043487 A JP 10043487A JP 4348798 A JP4348798 A JP 4348798A JP H11239952 A JPH11239952 A JP H11239952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alignment mark
work
mask
alignment
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP10043487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Saida
雅裕 斉田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Publication of JPH11239952A publication Critical patent/JPH11239952A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely discriminate a workpiece alignment mark by a camera. SOLUTION: A device is provided with a mask alignment mark 2 comprising a transparent part and an opaque part provided on a mask 1, a workpiece alignment mark 4 provided on a workpiece 3, a lighting system 9 lighting both the alignment marks, a CCD camera 8 provided to be opposed to both the alignment marks, an optical system 7 guiding an image of both the alignment marks to an image pickup part of this CCD camera, and an image processing part obtaining a relative deviation of both the alignment marks based on the image picked up in the image pickup part. An edge part is formed in the workpiece alignment mark 4, so as to be recognized as a corresponding dark part in the vicinity of the edge part in the CCD camera 8, by preventing at least partly reflecting light from in the vicinity of this edge part from passing through a lens 5 constituting an optical system 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばリードフ
レーム、プリント基板などのような金属ワークをフォト
リソグラフィで加工する際の、露光工程において、露
光、現像、エッチング等の工程を複数回繰り返す場合
に、前工程で形成されたパターンと原版となるマスクパ
ターンの焼き付け位置を合わせるアライメント検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of processing a metal work such as a lead frame or a printed circuit board by photolithography. The present invention also relates to an alignment detecting device for aligning a printing position of a pattern formed in a previous step with a mask pattern serving as an original.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属ワーク、例えばプリント基板に露光
し、転写する露光装置において、ガラスマスクとワーク
とを重ねあわせ、ガラスマスクに設けたマークとワーク
に設けたマークとを位置合わせする場合、ワークアライ
メントマークとしてプリント基板に孔を明け、この孔と
マイクパターンとをアライメントする方法が知られてい
る。
2. Description of the Related Art In an exposure apparatus for exposing and transferring a metal work, for example, a printed circuit board, a glass mask and a work are overlapped, and when the mark provided on the glass mask and the mark provided on the work are aligned, the work is performed. There is known a method of forming a hole in a printed circuit board as an alignment mark and aligning the hole with a microphone pattern.

【0003】アライメント装置は、ガラスマスクに対向
して照明光学系及びカメラが設けられ、照明光学系から
ガラスマスクを介してプリント基板に落射照明を行うよ
うになっており、その画像をカメラが撮像してマスクア
ライメントマークとワークアライメントマークとを位置
合わせするようになっている。この場合、プリント基板
にワークアライメントマークとしての孔が明いているの
で、透過照明でき、コントラストが良好な画像が得られ
る。
[0003] The alignment apparatus is provided with an illumination optical system and a camera facing the glass mask, and performs epi-illumination on the printed circuit board via the glass mask from the illumination optical system. Then, the mask alignment mark and the work alignment mark are aligned. In this case, since the hole as the work alignment mark is clear on the printed circuit board, it can be transmitted and illuminated, and an image with good contrast can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト基板に孔を明ける設備及び工程が必要であり、また、
孔明け加工精度に限界があり、例えば、多層にパターン
を露光する場合などのように、高精度の位置決めを要す
る場合、アライメント精度に大きな影響を与えるという
問題がある。
However, facilities and steps for drilling holes in a printed circuit board are required.
There is a limit in the drilling precision, and there is a problem that when high-precision positioning is required, for example, when exposing a pattern in multiple layers, alignment precision is greatly affected.

【0005】そのため、高精度を要する場合は、プリン
ト基板上に配線層材料でフォトリソグラフィによりアラ
イメントパターンを形成する方法がある。この場合、パ
ターンの厚さは30〜50μmとなる。しかし、この方
法によりアライメントパターンを形成した場合、反射照
明系を用いるが、その画像はパターンと下地のコントラ
ストが小さく、パターン位置が計測できない場合があ
る。
Therefore, when high precision is required, there is a method of forming an alignment pattern on a printed circuit board by photolithography using a wiring layer material. In this case, the thickness of the pattern is 30 to 50 μm. However, when an alignment pattern is formed by this method, a reflection illumination system is used. However, in such an image, the contrast between the pattern and the base is small, and the pattern position may not be measured in some cases.

【0006】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、ワークアライメント
マークにエッジ部を形成し、エッジ部近傍からと、それ
以外からとの反射光の光量の差としてワークアライメン
トマークのパターンをカメラによって認識し、カメラに
よって確実に見分けることができるアライメント検出装
置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to form an edge portion on a work alignment mark so that the amount of reflected light from the vicinity of the edge portion and from other portions is obtained. An object of the present invention is to provide an alignment detecting device that can recognize a pattern of a work alignment mark by a camera as a difference between the two and can surely recognize the pattern by the camera.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、マスク上に設けられる透
明部と不透明部からなるマスクアライメントマークと、
ワーク上に設けられるワークアライメントマークと、両
アライメントマークを照明する照明光学系と、両アライ
メントマークに対向して設けられたカメラと、このカメ
ラの撮像部に両アライメントマークの像を導く光学系
と、前記撮像部に撮像される像に基づき、両アライメン
トマークの相対的ずれを求める画像処理部とを備えるア
ライメント検出装置において、前記ワークアライメント
マークにエッジ部を形成し、該エッジ部近傍からの反射
光の少なくとも一部が前記光学系を構成するレンズを通
過せず、前記カメラにはエッジ部近傍に対応する暗部と
して認識されるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a mask alignment mark comprising a transparent portion and an opaque portion provided on a mask;
A work alignment mark provided on the work, an illumination optical system for illuminating both alignment marks, a camera provided opposite to both alignment marks, and an optical system for guiding the images of both alignment marks to an imaging unit of the camera. An image processing unit for calculating a relative shift between the two alignment marks based on an image picked up by the image pickup unit, wherein an edge portion is formed on the work alignment mark, and reflection from the vicinity of the edge portion is formed. At least a part of the light does not pass through the lens constituting the optical system, and the camera recognizes the light as a dark portion corresponding to the vicinity of the edge portion.

【0008】前記構成によれば、ワークアライメントマ
ークのエッジ部近傍からと、それ以外からとの反射光の
光量の差としてワークアライメントマークのパターンを
カメラによって認識することができ、例えばCCD撮像
素子によって確実に見分けることができる。
According to the above arrangement, the pattern of the work alignment mark can be recognized by the camera as the difference in the amount of reflected light from the vicinity of the edge of the work alignment mark and from the other. It can be reliably identified.

【0009】前記画像処理部は、撮像部で得られる画像
走査データの微分値を演算する演算処理部と、この演算
処理部による演算結果に基きワークアライメントマーク
のエッジ位置を求めることにより、暗部からエッジの位
置を精度よく求められる。
The image processing unit calculates a differential value of the image scanning data obtained by the imaging unit, and obtains the edge position of the work alignment mark based on the calculation result by the calculation processing unit, so that the dark portion can be obtained. The position of the edge can be obtained with high accuracy.

【0010】ワークアライメントマークはライン状のパ
ターンを組合せたものであり、例えば、十字状、L字状
等が望ましい。また、前記画像処理部は、ライン状のパ
ターンを横断して得られる画像走査データからラインの
両エッジ部を求め、両エッジ部の中点を演算して求める
ようにしたものである。
The work alignment mark is a combination of line-shaped patterns, and is preferably, for example, a cross, an L-shape or the like. Further, the image processing section obtains both edge portions of the line from image scanning data obtained by traversing the line-shaped pattern, and calculates and calculates a midpoint of both edge portions.

【0011】前記ワークアライメントマークはエリア状
のパターンであり、例えば、円形、四角形等である。前
記画像処理部は撮像部で得られる全エリアのデータから
ワークアライメントマークのエッジ部を求め、エッジ部
を境界線として二値化し、ワークアライメントマークの
パターン部を決定するようにしたものである。
The work alignment mark is an area-shaped pattern, for example, a circle, a square, or the like. The image processing unit obtains an edge portion of the work alignment mark from data of all areas obtained by the imaging unit, binarizes the edge portion as a boundary line, and determines a pattern portion of the work alignment mark.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施の形態を
図面に基づいて説明する。図1〜図5は第1の実施形態
を示し、図1はアライメント検出装置の概略的構成図で
ある。ガラスマスク1には四角形の透明部1aと、この
透明部1aを囲む不透明部1bからなるマスクアライメ
ントマーク2が形成されている。ガラスマスク1の下部
にはプリント基板、リートフレーム等の金属製のワーク
3が設けられ、このワーク3上にはワークアライメント
マーク4が形成されている。ここで、ガラスマスク1は
固定であり、ワーク3は、例えばXYθテーブル等に支
持され、ガラスマスク1に対してXYθ方向に移動自在
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an alignment detection device. The glass mask 1 has a mask alignment mark 2 formed of a rectangular transparent portion 1a and an opaque portion 1b surrounding the transparent portion 1a. A metal work 3 such as a printed board or a REIT frame is provided below the glass mask 1, and a work alignment mark 4 is formed on the work 3. Here, the glass mask 1 is fixed, and the work 3 is supported by, for example, an XYθ table or the like, and is movable in the XYθ direction with respect to the glass mask 1.

【0013】また、ワーク3にワークアライメントマー
ク4を形成する方法としては、まずワーク3にアライメ
ントパターンを露光し、次にエッチング処理を行う。こ
のとき、ワーク3上にパターンのハーフエッチ状態、つ
まり裏側まで貫通するまでエッチングせずに、100μ
m前後の深さまででエッチングを止めるエッチング時間
を設定する。そして、図2(a)に示すようなワークア
ライメントマーク4にエッジ部4aを形成し、エッジ付
近がだれた状態となる。なお、ワークアライメントマー
ク4は凹部に限らず、図2(b)に示すように凸部も良
い。
Further, as a method of forming the work alignment mark 4 on the work 3, first, the work 3 is exposed to an alignment pattern, and then an etching process is performed. At this time, without etching until the pattern is half-etched on the work 3, that is, until it penetrates to the back side,
An etching time for stopping the etching up to a depth of about m is set. Then, an edge portion 4a is formed on the work alignment mark 4 as shown in FIG. 2A, and the vicinity of the edge is deflected. Note that the work alignment mark 4 is not limited to a concave portion, and may have a convex portion as shown in FIG.

【0014】ガラスマスク1に対向する上部にはレンズ
5及びハーフミラー6からなる光学系7を介してCCD
カメラ8が対向して設けられている。CCDカメラ8に
はマスクアライメントマーク2とワークアライメントマ
ーク4を撮像し、その像に基づき、両アライメントマー
クの相対的ずれを求める画像処理部を備えている。ま
た、ハーフミラー6には照明装置9が設けられ、ハーフ
ミラー6を介してガラスマスク1及びワーク3に落射照
明を行うようになっている。
On the upper side facing the glass mask 1, a CCD is provided via an optical system 7 comprising a lens 5 and a half mirror 6.
Cameras 8 are provided facing each other. The CCD camera 8 is provided with an image processing unit that images the mask alignment mark 2 and the work alignment mark 4 and calculates a relative shift between the two alignment marks based on the images. The half mirror 6 is provided with an illuminating device 9 for performing epi-illumination on the glass mask 1 and the work 3 via the half mirror 6.

【0015】前記ワークアライメントマーク4はエッジ
付近がだれた状態に形成されているため、照明装置9か
ら落射照明を受けると、エッジ部4aからのエッチング
だれの領域は反射光Lが斜めに反射される。本実施形態
における光学系7では各要素の位置関係とレンズ5の開
口数NAとを適切な組み合わせに選び、すなわち最適レ
ンズ開口を選択することにより、前記エッチングだれの
領域からの主な反射光Lがレンズ5の開口以上の角度を
持つようにしたため、この領域の画像としての光を取り
込むことはできず、CCDカメラ8によって得られる画
像は図3に示すように、エッジ画像10は黒い帯状とな
る。
Since the work alignment mark 4 is formed so that the vicinity of the edge is deflected, when the illumination device 9 receives epi-illumination, the reflected light L is obliquely reflected in the region of the etching droop from the edge 4a. You. In the optical system 7 according to the present embodiment, the main reflected light L from the region of the etching droop can be obtained by selecting an appropriate combination of the positional relationship between the elements and the numerical aperture NA of the lens 5, that is, selecting the optimal lens aperture. Has an angle equal to or larger than the opening of the lens 5, light cannot be taken in as an image of this area, and the image obtained by the CCD camera 8 has a black band shape as shown in FIG. Become.

【0016】このエッジ画像10の画素データから光量
変化の微分値を取るとエッジ部4aがちょうど暗いので
コントラストが強調され、S/Nの良いエッジ位置情報
となる。このような測定条件は、ワーク3のハーフエッ
チ状態での断面形状が安定してできるようにすること
と、開口数の小さいレンズ5を用いることで得られる。
When the differential value of the change in light amount is obtained from the pixel data of the edge image 10, the edge portion 4a is just dark, so that the contrast is emphasized, and the edge position information has a good S / N. Such measurement conditions can be obtained by stably forming the cross-sectional shape of the work 3 in the half-etched state and by using the lens 5 having a small numerical aperture.

【0017】なお、レンズ5の選択条件に制約がある場
合などレンズ5の開口数NAを十分に小さくできない場
合は、レンズ5とガラスマスク1との間にレンズ開口を
調整する可変絞りを挿入し、これを調整することによ
り、エッチングだれ領域からの反射光Lがレンズ5を透
過するのを制限するようにしてもよい。
When the numerical aperture NA of the lens 5 cannot be made sufficiently small, for example, when the selection conditions of the lens 5 are restricted, a variable stop for adjusting the lens aperture is inserted between the lens 5 and the glass mask 1. By adjusting this, the transmission of the reflected light L from the dripping region through the lens 5 may be restricted.

【0018】従来、アライメントマークの検出用光学系
のレンズの開口数NAはパターンエッジのコントラスト
をシャープにするため、解像度を上げる、すなわち、マ
ークを位置決めできる(ピント合わせできる)精度分の
焦点深度を満足できる範囲内で最大のNAとしていた。
Conventionally, the numerical aperture NA of a lens of an optical system for detecting an alignment mark increases the resolution in order to sharpen the contrast of a pattern edge, that is, increases the depth of focus for the accuracy with which a mark can be positioned (focused). The maximum NA was set within a satisfactory range.

【0019】これに対し、この発明は、ワーク3とワー
クアライメントマークとのコントラストが小さい場合で
も確実にワークアライメントマークの中心位置を知るこ
とができることを目的として、解像度が必要最小限とな
るまでの範囲内でレンズ5の開口数を小さくするか、あ
るいは可変絞りを挿入し、絞りを調整することにより開
口を小さくしている。すなわち、この発明では、エッジ
部4a近傍からの反射光LのCCDカメラ8への入射を
制限し、すなわち本来なら解像が下がる傾向に向かうよ
うな開口を小さくする設計でもコントラストが十分取
れ、しかも焦点深度が大きくとれるように光学系7を設
定している。このようなエッジ画像10を得ることによ
り、以下のようにしてワークアライメントマーク4の中
心位置を求めることができる。
On the other hand, the present invention aims to ensure that the center position of the work alignment mark can be known even when the contrast between the work 3 and the work alignment mark is small. The numerical aperture of the lens 5 is reduced within the range, or a variable aperture is inserted, and the aperture is reduced by adjusting the aperture. That is, in the present invention, sufficient contrast can be obtained even if the reflection light L from the vicinity of the edge portion 4a is restricted from being incident on the CCD camera 8, that is, the aperture is reduced so that the resolution tends to decrease. The optical system 7 is set so that the depth of focus can be increased. By obtaining such an edge image 10, the center position of the work alignment mark 4 can be obtained as follows.

【0020】次に、エッジ位置からパターン中心を求め
る方法について図4を例に説明すると、図4に示すよう
に、例えば図3の矢印で示す線上のエッジ画像10の画
素毎の光量データ11の隣り合うデータあるいは等間隔
毎のデータの差分値をとり、それを近似的微分値12と
する。微分値データ12は図4に示すように、外側のピ
ーク13aと内側のピーク13bとを有する。これらの
うち、実際のエッジ部4aに対応するのは外側のピーク
13aである。これについては後で詳述する。差分値デ
ータは画素ピッチ毎のデータなので画素以下の位置計算
は差分ピーク値周辺の数点で二次曲線近似計算し、ピー
ク13aに対応するX座標14を算出する。得られた2
つのX座標14はそれぞれ両サイドのエッジ位置を示す
ので両者の平均、すなわち両サイドのエッジ位置中心点
のX座標を計算し、ワークアライメントマーク4の中心
位置のX座標が得られる。
Next, a method of obtaining the pattern center from the edge position will be described with reference to FIG. 4. As shown in FIG. 4, for example, the light amount data 11 for each pixel of the edge image 10 on the line shown by the arrow in FIG. A difference value between adjacent data or data at equal intervals is obtained, and the difference value is set as an approximate differential value 12. The differential value data 12 has an outer peak 13a and an inner peak 13b as shown in FIG. Of these, the outer peak 13a corresponds to the actual edge portion 4a. This will be described later in detail. Since the difference value data is data for each pixel pitch, the position calculation below the pixel is performed by quadratic curve approximation calculation at several points around the difference peak value, and the X coordinate 14 corresponding to the peak 13a is calculated. 2 obtained
Since each of the X coordinates 14 indicates the edge position on both sides, the average of the two, that is, the X coordinate of the center point of the edge position on both sides is calculated, and the X coordinate of the center position of the work alignment mark 4 is obtained.

【0021】図5は、ワークアライメントマーク4が十
字状のパターンの場合を示し、前記の方法で所定の破線
上のデータからA点、B点のX座標を求め、その中点
Eをマーク中心のX座標、同様に所定の破線上のデー
タからC点、D点のY座標を求め、その中点Fをマーク
中心のY座標とする。通常はE、Fで十分であるが、ワ
ークアライメントマーク4のマスクアライメントマーク
2に対する傾きが無視できない場合、さらに、上で
G、H点を求め、EGとDHの交点をワークアライメン
トマーク4の中心とする。
FIG. 5 shows a case where the work alignment mark 4 has a cross-shaped pattern. The X coordinates of the points A and B are obtained from the data on the predetermined broken line by the above-mentioned method, and the midpoint E is set to the mark center. Similarly, the Y coordinate of the point C and the point D is obtained from the data on the predetermined broken line, and the middle point F is set as the Y coordinate of the mark center. Normally, E and F are sufficient, but if the inclination of the work alignment mark 4 with respect to the mask alignment mark 2 cannot be ignored, the G and H points are further obtained above, and the intersection of EG and DH is set to the center of the work alignment mark 4. And

【0022】なお、暗部内側のコントラスト変化はデー
タ処理時にマスクして無視できるようにすることにより
信頼性が向上する。また、画像走査データ(電圧値)が
ある閾値を超えたらパルスを出力する回路を組み込んで
も可能である。
The reliability is improved by masking the change in contrast inside the dark part during data processing so that it can be ignored. It is also possible to incorporate a circuit that outputs a pulse when the image scanning data (voltage value) exceeds a certain threshold.

【0023】前記ワークアライメントマーク4が十字状
等のパターンでは垂直線でX軸方向の中心位置を、水平
線でY軸方向の中心位置を知ることができる。図6〜図
8は第2の実施形態を示し、ワーク3に付したワークア
ライメントマーク4がエリア状のパターンであり、ま
た、その中心を求める方法が後述のようである点を除け
ば前記第1の実施形態と同じである。同図(a)は円形
パターンであり、同図(b)四角形パターンである。マ
スクアライメントマーク2の透明部1aは円形に形成さ
れ、この透明部1aにワークアライメントマーク4が位
置している。第1の実施形態と同様に画像処理部は撮像
部で得られる全エリアのデータからワークアライメント
マーク4のエッジ部4を求め、エッジ部4aを境界線と
して二値化し、ワークアライメントマーク4のパターン
部を決定するようにしたものである。
In a pattern in which the work alignment mark 4 has a cross shape or the like, the center position in the X-axis direction can be known by a vertical line, and the center position in the Y-axis direction can be known by a horizontal line. FIGS. 6 to 8 show a second embodiment, in which the work alignment mark 4 attached to the work 3 is an area-like pattern, and the method for finding the center of the work alignment mark 4 will be described later. This is the same as the first embodiment. FIG. 3A shows a circular pattern, and FIG. 3B shows a square pattern. The transparent portion 1a of the mask alignment mark 2 is formed in a circular shape, and the work alignment mark 4 is located in the transparent portion 1a. As in the first embodiment, the image processing unit obtains the edge portion 4 of the work alignment mark 4 from the data of the entire area obtained by the imaging unit, binarizes the edge portion 4a using the edge portion 4a as a boundary line, and obtains the pattern of the work alignment mark 4. The part is determined.

【0024】すなわち、暗部縁取り領域より内側をすべ
て黒領域として処理し、エッチング領域の反射光が返る
平面部分を含め、ニ値化し、パターン全体の重心点を計
算する。
That is, the inside of the dark area bordering area is processed as a black area, and a binarized value is calculated including a plane portion where the reflected light of the etched area returns, and the center of gravity of the entire pattern is calculated.

【0025】ここで、二値化とは、一般にはある閾値を
境として例えばこれ以上明るい画素は“1”とし、暗い
画素は“0”とする処置する。したがって、パターンの
図心はマトリックス状に配されたCCDの画素のそれぞ
れが“1”か“0”かにより定まる。今、図7に示す簡
単なモデルを用いて説明すると、図7の斜線部で示すワ
ークアライメントマーク4が“1”、それ以外が“0”
の場合、ワークアライメントマーク4のパターンの図心
は、数1の通りとなる。
Here, the binarization generally means, for example, that a pixel brighter than this is set to “1” and a dark pixel is set to “0” at a certain threshold. Therefore, the centroid of the pattern is determined by whether each of the pixels of the CCD arranged in a matrix is "1" or "0". Now, using a simple model shown in FIG. 7, the work alignment mark 4 indicated by the hatched portion in FIG. 7 is “1”, and the rest is “0”.
In the case of (1), the centroid of the pattern of the work alignment mark 4 is as shown in Equation 1.

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】すなわち、パターンの図心の座標は(3,
1.5 )と求められる。また、マスキング処理について、
意図的に所定の領域を“1”または“0”に決める処理
する。例えば、図8のような場合、マスクアライメント
マーク2の図心を求めようとすると、ワークアライメン
トマーク4が邪魔になるので、カメラ8の視野上の所定
領域(一点鎖線で示す領域。ワークアライメントマーク
4と交わらないように選ぶ。)の内側をマスキングして
から前述した要領でマスクアライメントマーク2の図心
を求める。なお、ワークアライメントマーク2の図心を
求めるときは一点鎖線の外側をマスキングしてやればよ
い。
That is, the coordinates of the centroid of the pattern are (3,
1.5). Also, regarding the masking process,
Processing for intentionally determining a predetermined area to be "1" or "0". For example, in the case of FIG. 8, if the centroid of the mask alignment mark 2 is to be obtained, the work alignment mark 4 is in the way, so a predetermined area in the field of view of the camera 8 (an area indicated by a chain line; work alignment mark). 4). After masking the inside, the centroid of the mask alignment mark 2 is obtained as described above. When the centroid of the work alignment mark 2 is obtained, the outside of the dashed line may be masked.

【0028】図9及び図10は第3の実施形態を示し、
第1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明
を省略する。本実施形態においては、マスクアライメン
トマーク2の透明部1aと非透明部1bとのコントラス
トの大きさはワークアライメントマーク4の明部と暗部
とのコントラストの大きさに比べ、(照明の条件が同じ
であれば、)大きい。ワーク3のワークアライメントマ
ーク4を読取る際のベストのコントラストを得る条件
(照明の光量など)と、マスク2,4のそれの条件に大
きな差がある場合、それぞれ条件の異なる別個の照明装
置9でそれぞれベストな状態で見るみるようにしたもの
である。
FIGS. 9 and 10 show a third embodiment.
The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the present embodiment, the magnitude of the contrast between the transparent portion 1a and the non-transparent portion 1b of the mask alignment mark 2 is larger than the magnitude of the contrast between the bright portion and the dark portion of the work alignment mark 4 (when the illumination conditions are the same). If so) great. If there is a large difference between the condition for obtaining the best contrast when reading the work alignment mark 4 of the work 3 (such as the amount of illumination) and the condition for the masks 2 and 4, separate illumination devices 9 with different conditions are used. Each is best viewed.

【0029】すなわち、マスクアライメントマーク2に
対向する第1の照明光学系21とワークアライメントマ
ーク4に対向する第2の照明光学系22が配置されてい
る。この構成の場合、それぞれのマーク2,4につい
て、それぞれのCCDカメラ8の基準位置に対するマー
ク2,4の中心位置の座標を求める。
That is, a first illumination optical system 21 facing the mask alignment mark 2 and a second illumination optical system 22 facing the work alignment mark 4 are arranged. In the case of this configuration, for each of the marks 2 and 4, the coordinates of the center position of the marks 2 and 4 with respect to the reference position of each CCD camera 8 are obtained.

【0030】両CCDカメラ8の基準位置は所定の間隔
にセットされており、ワーク3は十分な位置決め精度の
移動テーブル23で水平に移動されるので、測定後、こ
の移動テーブル23を両CCDカメラ8の基準位置が重
なるようにして移動するようにすれば、アライメント調
整(例えばワーク3をX−Y−θ微動ステージで調整)
すべき調整量は定まる。また、本実施形態においては、
ワーク3のアライメントマーク4が撮れるベルトのコン
トラスト条件(照明光量等)とマイク1のそれぞれの条
件に大きな差がある時など、それぞれ別個の照明光学系
でベストな条件で撮像できるという利点がある。
The reference positions of the two CCD cameras 8 are set at a predetermined interval, and the work 3 is moved horizontally by the moving table 23 having sufficient positioning accuracy. If the reference position 8 is moved so as to overlap, the alignment is adjusted (for example, the work 3 is adjusted by the XY-θ fine movement stage).
The amount to be adjusted is determined. In the present embodiment,
When there is a large difference between the contrast condition (illumination light amount and the like) of the belt on which the alignment mark 4 of the work 3 can be taken and the respective conditions of the microphone 1, there is an advantage that images can be taken under the best conditions with separate illumination optical systems.

【0031】例えば、図10に示すようにワークアライ
メントマーク4の中心が(a,b)、マスクアライメン
ト2の中心が(c,d)であれば、調整量は(c−a,
d−b)となる。なお、アライメント調整マスクステー
ジの方で行ってもよい。アライメント調整は移動テーブ
ル23の移動前でも後でもよい。
For example, if the center of the work alignment mark 4 is (a, b) and the center of the mask alignment 2 is (c, d) as shown in FIG.
db). The alignment may be performed on the alignment adjustment mask stage. The alignment adjustment may be performed before or after the movement of the moving table 23.

【0032】図11は、第4の実施形態を示し、第1の
実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略
する。本実施形態においては、ワーク3の両面に、両面
の位相を揃えてパターンを露光する必要のある場合の構
成である。ワーク3の下面のワークアライメントマーク
4と、不透明のワーク3の上側にあるマスク1のマスク
アライメントマーク2との中心位置のずれを求めなけれ
ばならないので、それぞれ別々のCCDカメラ8で撮像
する必要があり、かつ両CCDカメラ8の基準位置(パ
ターン面をXY平面とした場合、X,Y座標)を一致さ
せるか、一致していない場合は位置ずれ量が既知である
必要がある。
FIG. 11 shows a fourth embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The present embodiment is a configuration in a case where it is necessary to expose a pattern on both surfaces of the work 3 while aligning the phases of both surfaces. Since it is necessary to determine the difference between the center positions of the work alignment mark 4 on the lower surface of the work 3 and the mask alignment mark 2 of the mask 1 on the upper side of the opaque work 3, it is necessary to capture images with the respective CCD cameras 8 separately. In addition, it is necessary to match the reference positions (X and Y coordinates when the pattern surface is the XY plane) of the two CCD cameras 8 or to determine the amount of displacement if they do not match.

【0033】なお、前記各実施形態においては、ワーク
3の一部にワークアライメントマーク4を設け、マスク
1に透明部1aと不透明部1bからなるマスクアライメ
ントマーク2を設けたが、図12に示すように、逆にワ
ークアライメントマーク4の領域内にマスクアライメン
トマーク2が入るようにしても良い。
In each of the above embodiments, the work alignment mark 4 is provided on a part of the work 3 and the mask 1 is provided with the mask alignment mark 2 composed of the transparent portion 1a and the opaque portion 1b, as shown in FIG. As described above, the mask alignment mark 2 may be conversely placed in the area of the work alignment mark 4.

【0034】また、第1の実施形態で述べたこの発明に
係わるワークのアライメントパターンを横断して得られ
る実際の画像走査データ(他の場合も同様)は明→暗
(暗→明)の移り変わりの部分は完全な矩形とはなら
ず、その波形のくずれ方は、図13に示すように、エッ
ジ部4aに対応する外側24aよりも内側24bの方が
大きくなる。従って微分値のピークはエッジ部4aに対
応する部分の方が高くなる。
The actual image scanning data (same in other cases) obtained by traversing the alignment pattern of the work according to the present invention described in the first embodiment changes from light to dark (dark to light). Does not become a perfect rectangle, and the waveform is distorted more on the inside 24b than on the outside 24a corresponding to the edge 4a, as shown in FIG. Therefore, the peak of the differential value is higher at the portion corresponding to the edge portion 4a.

【0035】また、CCDカメラは有限の大きさを持つ
画素の集まりなので実際には連続的なカーブのデータが
得られるわけではなく離算的な点のデータの集まりあ
る。そこで、前記の通り、まず走査データを画像処理部
のメモリに記憶し、次に画像処理部の演算部で隣り合う
データ同士の差の計算により、仮の微分値を計算、記憶
し、次に最大値(または最小値)の周辺の数点をとって
二次曲線近似し、より正確なピーク値をとる位置(すな
わちエッジ位置)を計算している。なお、誤差が問題に
ならなければ、二次曲線近似を省略し、単に最大値をピ
ーク値としても構わない。
Further, since the CCD camera is a set of pixels having a finite size, data of a continuous curve is not actually obtained, but a set of data of a point which is a fractional point. Therefore, as described above, first, the scan data is stored in the memory of the image processing unit, and then, by calculating the difference between adjacent data in the calculation unit of the image processing unit, a temporary differential value is calculated and stored. A quadratic curve is approximated by taking several points around the maximum value (or the minimum value), and a position (ie, edge position) at which a more accurate peak value is obtained is calculated. If the error does not matter, the quadratic curve approximation may be omitted and the maximum value may simply be used as the peak value.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、マスクに形成されたパターンをワークに露光し、転
写する露光装置におけるマスクとワークとの位置あわせ
において、ワークに形成したワークアライメントマーク
を検出し、マスクとワークとのずれ量を検出する際に、
ワークアライメントマークにエッジ部を形成し、カメラ
にはエッジ部近傍を暗部として認識されるようにしたか
ら、ワークアライメントマークをカメラによって確実に
見分けることができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, a work alignment mark formed on a work is used for aligning the mask with the work in an exposure apparatus for exposing and transferring a pattern formed on the mask onto the work. When detecting the amount of deviation between the mask and the workpiece,
Since the edge portion is formed in the work alignment mark and the vicinity of the edge portion is recognized as a dark portion by the camera, there is an effect that the work alignment mark can be surely recognized by the camera.

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

【図1】この発明の第1の実施形態を示すアライメント
検出装置の概略的構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an alignment detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態のワークアライメントマークを拡大
した断面図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the work alignment mark of the embodiment.

【図3】同実施形態のエッジ画像を示す作用図。FIG. 3 is an operation diagram showing an edge image according to the embodiment;

【図4】同実施形態のパターン中心を求める作用図。FIG. 4 is an operation diagram for finding a pattern center according to the embodiment;

【図5】同実施形態のライン状のワークアライメントマ
ークの中心を求める作用図。
FIG. 5 is an operation diagram for finding a center of a linear work alignment mark of the embodiment.

【図6】この発明の第2の実施形態を示すエリア状のワ
ークアライメントマークを示す図。
FIG. 6 is a view showing an area-like work alignment mark showing a second embodiment of the present invention.

【図7】同実施形態の作用図FIG. 7 is an operation diagram of the embodiment.

【図8】同実施形態の作用図。FIG. 8 is an operation diagram of the embodiment.

【図9】この発明の第3の実施形態を示すアライメント
検出装置の概略的構成図。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an alignment detection device showing a third embodiment of the present invention.

【図10】同実施形態の作用図。FIG. 10 is an operation diagram of the embodiment.

【図11】この発明の第4の実施形態を示すアライメン
ト検出装置の概略的構成図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an alignment detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】この発明の変形例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a modification of the present invention.

【図13】画像走査データの説明図FIG. 13 is an explanatory diagram of image scanning data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

。 1…ガラスマスク 2…マスクアライメントマーク 3…ワーク 4…ワークアライメントマーク 4a…エッジ部 7…光学系 8…CCDカメラ 9…照明装置 . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass mask 2 ... Mask alignment mark 3 ... Work 4 ... Work alignment mark 4a ... Edge part 7 ... Optical system 8 ... CCD camera 9 ... Illumination device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスク上に設けられる透明部と不透明部
からなるマスクアライメントマークと、ワーク上に設け
られるワークアライメントマークと、両アライメントマ
ークを照明する照明光学系と、両アライメントマークに
対向して設けられたカメラと、このカメラの撮像部に両
アライメントマークの像を導く光学系と、前記撮像部に
撮像される像に基づき、両アライメントマークの相対的
ずれを求める画像処理部とを備えるアライメント検出装
置において、 前記ワークアライメントマークにエッジ部を形成し、該
エッジ部近傍からの反射光の少なくとも一部が前記光学
系を構成するレンズを通過せず、前記カメラにはエッジ
部近傍に対応する暗部として認識されるようにしたこと
を特徴とするアライメント検出装置。
1. A mask alignment mark comprising a transparent portion and an opaque portion provided on a mask, a work alignment mark provided on a work, an illumination optical system for illuminating the two alignment marks, and a mask facing the two alignment marks. An alignment system comprising: a camera provided; an optical system that guides the images of both alignment marks to an imaging unit of the camera; and an image processing unit that calculates a relative shift between the alignment marks based on an image captured by the imaging unit. In the detection device, an edge portion is formed in the work alignment mark, and at least a part of reflected light from near the edge portion does not pass through a lens forming the optical system, and the camera corresponds to a portion near the edge portion. An alignment detection device characterized in that it is recognized as a dark part.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012091268A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Murata Machinery Ltd Carrying device and machining system using the same
CN102466983A (en) * 2010-11-05 2012-05-23 株式会社阿迪泰克工程 Lighting device for alignment and exposure device having the same

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