JPS5840682B2 - マ−クを付した物体の位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば半導体装置の製造に用いられるマーク
を付した物体の位置検出装置およびその位置検出方法に
関する。

近年、物体、例えば半導体装置などの微少物体の位置を
検出する為、微小物体の表面に位置検出マークを付した
ものが開発されつつある。

位置検出マークを付した微小物体は、その表面を例えば
撮像管により光学的に走査することにより位置が検出さ
れる。

ところで、例えば半導体装置の表面を走査する場合、そ
の映像信号には、位置検出マークの検出信号以外に、半
導体装置表面に形成された電極あるいは半導体装置の縁
端による信号が混入して、それらを識別することが困難
となる。

そこで、位置検出マークを、その表面の光学的走査によ
って所定のパルス幅、所定のパルス間隔の複数個のパル
ス信号が生じるように構成したものがある。

この具体例を第１図を参照して説明する。

半導体装置２０１は図示しない撮像管の光学的視野２０
２内に配置されている。

半導体装置２０１０表面には、電極パターン２０３とと
もに位置検出マーク２０４，２０５が形成されている。

位置検出マーク２０４．２０５は、半導体装置２０１０
表面に例えば４本の幅の等しいパターンを一定の方向に
等間隔に配置１ルて構成される。

位置検出マーク２０４を走査線２０６により撮像して得
られた信号は、次のように信号処理される。

即ち、走査線２０６が位置検出マーク２０４を走査する
と、第２図において３０１に示す映像信号が得られる。

この映像信号３０１は、波形整形回路で微分され、その
立上り成分のみがパルス化され、第２図において３０２
に示すパルス信号とナル。

このパルス信号３０２には、位置検出マーク２０４に対
応したパルス列３０２ａと半導体装置２０１の縁端２０
１ａに対応したパルス３０２ｂが含まれる。

パルス列３０２ａ相互の時間間隔はＴであり、ｍ番目の
パルスと４番目のハルレスとの間に（４−ｍ）Ｔだげの
時間的遅れがある。

パルス信号３０２をＴ遅延した信号は第２図において３
０３に示され、又２Ｔ遅延した信号は３０４に示され、
さらに３Ｔ遅延した信号は３０５に示される。

これら遅延された信号３０３，３０４゜３０５と遅延し
ない信号３０２をアンド回路へ送出するとアンド回路は
遅延しないパルス信号３０２０４番目のパルス３０２ｃ
でアンド信号３０６を発生する。

この場合アンド回路において、半導体装置２０１の縁端
２０１ａに対応したパルス３０２ｂはアンド信号を発生
しない。

しかして、アンド信号３０６と撮像管の水平同期信号及
び垂直同期信号の対応関係を測定することにより、位置
検出マーク２０４のＸ座標Ｘ１ とＹ座標ｙ１を知るこ
とができる。

同様にして位置検出マーク２０５のＸ座標Ｘ２ とＹ座
標ｙ２を知ることができる。

半導体装置２０１の中心座標を（Ｘｏ。Ｖｏ ）傾角
をθとすれば、次の各式が成立する。

（３）式の演算を計算機で行なえば、半導体装置２０１
の傾角θを知ることができる。

ところで、以上の説明は理想的な測定条件の場合につい
て説明したものであり、実際に半導体装置２０１が集積
度の高い回路（ＩＣ）を構成するような場合に、第１図
で破線で囲んだ電極パターン（回路パターン）２０３を
走査線２０７で走査すると、第３図で示すような映像信
号４０１が得られる。

この映像信号４０１を微分して、その立上り成分のみを
パルス化すると、パルス信号４０２が得られる。

このパルス信号を遅延回路によってＴ時間、２Ｔ時間、
３Ｔ時間遅延させると、それぞれ信号４０３，４０４，
４０５となる。

この３個の遅延した信号４０３，４０４，４０５と遅延
しない信号４０２をアンド回路へ送出すると、アンド回
路はアンド信号４０６を発生する。

このアンド信号４０６と撮像管の水平同期信号及び垂直
同期信号の対応関係を測定すると半導体装置の中心座標
（Ｘｏ 、ｙｏ ）及び傾角θを誤認してしまう場合が
あり、より確実な位置検出が行なえるよう要望されてい
た。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は位置の検出を物体の回路パターンに拘らず正確
に行なえるようにした位置検出マークを付した位置検出
装置およびその位置を検出する位置検出方法を提供する
ことにある。

以下本発明を図面を参照して説明する。

第４図は、本発明において位置検出の対象となる位置検
出マークを付した物体の一例として、微小物体の半導体
装置（ＩＣペレット）の例を示す平面図である。

図上、半導体装置５０１０表面には、電極パターン（回
路パターン）５０４が形成されている。

図では簡単の為、破線で囲んだ部分の内主要な電極パタ
ーン５０５のみが示されている。

又、半導体装置５０１０表面には、２個の位置検出マー
ク５０２，５０３が形成されている。

この位置検出マーク５０２，５０３は、幅が等しい４個
の矩形状パターンを相互に等間隔で一定の方向に配置１
ルて構成されている。

そして、この位置検出マーク５０２，５０３の各パター
ンは、その延在する方向が電極パターン５０５の延在す
る方向と所定の角度、例えば１３５度をなすように配列
されている。

このように形成された半導体装置５０１を、第５図に示
す装置を使用して光学的に走査しさらに信号処理するこ
とにより、位置検出マーク５０２，５０３の真の検出信
号のみを抽出し、電極パターン５０５の走査に基づく為
信号は除去される。

即ち、半導体装置５０１０表面を、光学レンズ５を通し
てＩＴＶカメラ６の撮像管７の多数の走査線により走査
する。

この内、位置検出マーク５０２を走査する４本の走査線
５０６ａ、５０６ｂ５０６ｃ 、５０６ｄについて考え
る。

走査線５０６ａにより位置検出マーク５０２を走査する
と、第６図において６００に示す映像信号が得られる。

この映像信号６００を波形整形回路８により微分し、そ
の立上り成分のみをパルス化するとパルス信号６０１が
得られる。

パルス信号６０１を遅延回路９，１０．１１によりＴ時
間、２Ｔ時間、３Ｔ時間次々と遅延すると、それぞれ第
６図において６０２，６０３，６０４に示す遅延信号が
発生する。

この３個の遅延信号６０２ ６０３ ６０４と遅延しな
いパノ？ス信号６０１を第１のアンド回路１２に送出す
ると、第１のアンド回路１２からアンド信号６０５が得
られる。

同様にして、走査線５０６ｂ。５０６ｃ 、５０６ｄに
より発生する映像信号により、第６図において６０６，
６０７，６０８に示すアンド信号が得られる。

これら４個のアンド信号６０５．６０６．６０７．６０
８は、同期信号発生器１７から撮像管７に供給される水
平同期信号６０９の同期パルス６０９ＡからｔＨ時間遅
れて発生する。

又、ＡＮＤ信号６０５，６０６゜６０７．６０８は、相
互に撮像管７の１走査線の走査時間ＩＨの間隔で発生す
る。

従って、アンド信号６０５を３Ｈ時間、アンド信号６０
６を２Ｈ時間、アンド信号６０７をＩＨ時間遅延させた
信号はアンド信号６０８と時間的に同時に発生するから
、これらの信号のアンドを取ればアンド出力信号が得ら
れる。

この動作は、連続した水平走査により前記第１のアンド
回路１２から送出される第７図において８０２に示す信
号を、遅延回路１３で１Ｈ時間遅延して信号８０３を得
、遅延回路１４で２Ｈ時間遅延して信号８０４、遅延回
路１５で３Ｈ時間遅延して信号８０５を得る。

これら遅延された信号８０３，８０４，８０５と遅延し
々い信号８０２を第２のアンド回路１６に送出すれば、
ＡＮＤ信号８０６が得られる。

このＡＮＤ信号８０６と同期信号発生器１７の水平同期
信号及び垂直同期信号の対応関係（時間差）をそれぞれ
Ｘ座標測定器１８及びＹ座標測定器１９によって測定す
ることにより、位置検出マーク５０２の位置座標（Ｘｌ
、ｙｌ ）を知ることができる。

同様にして、位置検出マーク５０３の位置座標（Ｘ２．
ｙ２）を知ることができる。

Ｘ座標測定器１８及びＹ座標測定器１９の出力信号を計
算機２０へ送出し上記第（１）式、第（２）式及び第（
３）式の演算を行なうことにより、半導体装置５０１の
中心座標（Ｘｏ ｔ ｙｏ ）及び傾角θを知るこ
とができる。

一方、半導体装置５０１の電極パターン５０５を走査線
５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃ、５０７ｄで走査した場
合を考える。

電極パターン５０５を走査線５０７ａで走査して撮像管
７から得られた映像信号は、第８図において９００に示
される。

この撮像信号９００は、波形整形回路８でパルス信号９
０１に波形整形される。

このパルス信号９０１は遅延回路９，１０．１１により
、それぞれ１Ｔ時間、２Ｔ時間、３Ｔ時間遅延されて、
第８図において９０２，９０３，９０４に示すような遅
延信号となる。

これら遅延信号９０２，９０３゜９０４及び遅延されな
い信号９０１は第１のアンド回路１２へ送出され、アン
ド信号９０５が発生される。

この信号は同期信号発生器１７の水平同期信号９０９の
同期パルス９０９ａからｔＨ１Ｈ１時間遅発生する。

同様にして、走査線５０７ｂ。５０７ｃ 、５０７ｄに
よる電極パターン５０５の走査により、アンド回路１２
からアンド信号９０６．９０７，９０８が得られる。

このアンド信号９０６，９０７，９０８は、同期信号発
生器１７の水平同期信号９０９の同期パルス９０９ａか
らそれぞれｔＨ２時間、ｔＨ３時間、ｔＨ４時間遅れて
発生する。

アンド信号９０５，９０６゜９０７．９０８は、位置検
出マーク５０２，５０３の真の検出信号ではなく、偽信
号であるから、この信号は除去されなげればならない。

水平同期信号９０９の同期パルス９０９ａとアンド信号
９０５．９０６．９０７．９０８の時間間隔ｔＨ１、ｔ
Ｈ２、ｔＨ３、ｔＨ４は相互に異なる。

これは、各走査線５０７ａ、５０７ｂ。５０７ｃ 、５
０７ｄが電極パターン５０５のＸ軸方向に相互に離間し
た部分を走査するためである。

走査線５０７ａ 、５０７ｂ 、５０７ｃ 、５０７ｄ
により電極パターン５０５を順次走査して第１のアンド
回路１２から得られる信号は、第９図において１００１
に示すようになる。

この信号１００１を遅延回路１３，１４，１５でＩＨ暗
時間２Ｈ時間、３Ｈ時間遅延すれば、第９図において１
００２゜１００３．１００４に示すようになる。

先に述べたように、第１のアンド回路１２の出力信号１
００１、その遅延信号１００２，１００３゜１００４の
各パルスは、水平同期信号１００５の同期パルスから相
異なる時間ｔＨ１，ｔＨ２ｔＨ３、ｔＨ４遅れて発生し
ている。

従って、第１のアンド回路１２の出力信号１００１とそ
の遅延信号１００２，１００３，１００４を第２のアン
ド回路１６へ送出すると、第２のアンド回路１６から第
９図において１００６に示すような信号、即ちアンド出
力パルスを有しない信号が得られる。

このようにして、電極パターン５０５を走査した際に第
１のアンド回路１２から送出される偽信号は除去される
。

このように波形整形回路８の出力パルスを、それぞれ撮
像管７の一水平走査時間の整数倍遅延する複数の遅延回
路１３，１４．１５に送出し、これら各遅延回路１３，
１４，１５の出力信号及び波形整形回路８の出力信号を
第２のアンド回路１６に送出し、この第２のアンド回路
１６の出力信号により、位置検出マーク５０２，５０３
の位置検出を行うことにより、延在する方向が撮像管７
の水平走査方向と垂直な矩形状部を有する位置検出マー
ク５０２，５０３のみを検知し、他の雑音信号は除去さ
れる。

特に半導体装置５０１上に多数の電極パターン５０４が
設けられていても、これと位置検出マーク５０２，５０
３とを正確に判別することができる。

上述した説明では、位置検出の対象となる半導体装置５
０１の位置検出マーク５０２，５０３と電極パターン５
０５のなす角度を１３５度としたが、この値に限定され
るものではなく、要は半導体装置５０１の位置検出マー
ク５０２，５０３の延在する方向が、電極パターン５０
５の延在する方向に対して傾斜しておればよい。

又、位置検出マーク５０２，５０３を構成するパターン
を曲げた形状とし、その一部が電極パターン５０５と角
度をなすようにしてもよい。

さらに位置検出マーク５０２，５０３を電極パターン５
０４の一部のみに対して傾斜するようにしてもよいが、
電極パターン５０４０犬部分あるいは全部に対して傾斜
するようにした方が、確実に偽信号を除去することが可
能である。

位置検出マーク５０２．５０３を構成する矩形状パター
ンは、必ずしも４本で幅が等しく、等間隔である必要が
なく、任意の本数からなりそれらが任意の幅で任意の間
隔を有しておればよい。

この場合、これに対応して半導体装置５０１の撮像信号
を信号処理する遅延回路９，１０，１１０各遅延時間特
性も変更する必要がある。

位置検出マーク５０２，５０３は半導体装置５０１を製
作した後に、半導体装置５０１上に形成するようにして
もよいが、半導体装置５０１を製作する際、同時に写真
蝕刻により形成すれば製造工程が簡略化される。

そして、位置検出マーク５０２，５０３は、電極パター
ン５０４を構成するアルミニウム等の部材、あるいは半
導体装置５０１上に被覆される絶縁被嘆を構成する部材
で形成すれば、位置検出マーク５０２，５０３を付した
半導体装置５０１の製造が容易となる。

この場合、位置検出マーク５０２，５０３を半導体装置
５０１０機能の一部、例えば電極パターン（回路パター
ン）５０４の一部とすることができる。

上述した実施例は、マークを付した物体として半導体装
置に適用した例を示しているが、その他任意の物体に適
用できる。

以上詳述した本発明によれば、マークを付した物体の位
置を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置検出マークを付した半導体装置とその撮像
管による走査の関係を示す平面図、第２図は第１図の半
導体装置の位置検出マークを走査して得られた映像信号
及びそれを信号処理した信号の関係を示す特性図、第３
図は第１図の半導体装置の電極パターンを走査して得ら
れた撮像信号及びそれを信号処理した信号の関係を示す
特性図、第４図は本発明において位置検出の対象と々る
物体の一例を示す平面図、第５図は本発明に使用する位
置検出装置の一実施例を示す配置図、第６図は第４図の
半導体装置の位置検出マークを走査して得られた撮像信
号及びそれを信号処理した信号の関係を示す特性図、第
７図は第６図に示した信号をさらに信号処理した信号を
示す特性図、第８図は第４図の半導体装置の電極パター
ンを走査して得られた映像信号及びそれを信号処理した
信号の関係を示す特性図、第９図は第８図に示した信号
をさらに信号処理した信号を示す特性図である。 ５０１・・・半導体装置、５０２，５０３・・・位置検
出マーク、５０５・・・電極パターン、６，７・・・撮
像管、９，１０，１１．１３，１４，１５・・・遅延回
路、１２，１６・・・第１及び第２のアンド回路、１７
・・・同期信号発生器、１Ｂ、１９・・・Ｘ座標及びＹ
座標測定器、２０・・・計算機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一定の方向に相互に所定間隔で付した複数の矩形状部
   を有するマークを付した物体を走査する撮像手段と、こ
   の撮像手段から得られる映像信号をパルス状に整形する
   波形整形回路と、この波形整形回路の出力パルスをそれ
   ぞれ前記各矩形状部間を走査するに要する時間に対応し
   た時間遅延する複数の第１の遅延回路と、この複数の第
   １の遅延回路の各出力信号の時間的な一致を検出する第
   １のアンド回路と、この第１のアンド回路の出力信号を
   それぞれ前記撮像手段の一水平走査時間の整数倍遅延す
   る複数の第２の遅延回路と、この複数の第２の遅延回路
   の各出力信号の時間的一致を検出する第２のアンド回路
   と、この第２のアンド回路の出力信号と前記撮像手段の
   垂直及び水平同期信号の対応関係から前記マークの位置
   を測定する測定器とを具備してなるマークを付した物体
   の位置検出装置。 ２ 表面にパターンを形成した物体のパターン形成面に
   、前記パターンの少なくとも一部の方向性と相異なる方
   向性を有する複数のパターンで構成される位置検出マー
   クを付しておき、前記パターン形成面を走査し得られる
   映像信号を波形した後、前記位置検出マークを構成台パ
   ターン間を走査するのに要する時間遅延する複数の第１
   の遅延手段へ送出し、この複数の第１の遅延手段の各出
   力信号の時間的一致を第１の検出手段で検出し、さらに
   この第１の検出手段の検出信号を前記走査の一水平走査
   時間の整数倍各々遅延する複数の第２の遅延手段へ送出
   し、この複数の第２の遅延手段の各出力信号の時間的一
   致を第２の検出手段で検出し、この検出と前記走査の対
   応関係から前記物体の位置を検出することを特徴とする
   マークを付した物体の位置検出方法。