JPS60142408A - 自動整合装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、所定の基準パターンに対応して対象物を自
動的に整合させるための自動整合装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 一般に、集積回路等の大量生産品を検査するための分野
においては、製造コストを低下させるとともに、製品の
欠陥に除去すべく多種多様な技術が使用されている。

例えば、セラミック基板と、シリコンチップと接続ピン
の間に電気的接続を行うためにその基板上に付着させた
金属パターンとがるなる電子装置を製造する場合には、
結線の短絡や、断線や、その他の不良状態がないかどう
かを検査することが必要である。

従来、基板上に配置した金属パターンを検査するにはマ
イクロスコープを使用していた。しかし、人為的なミス
を生じる可能性があることからこの方法は信頼性に乏し
く、また非常にコストがかがるので、検査すべき製品の
数パーセントも調べることができないという状態であっ
た。このように、従来においては、すべての不良製品を
見つけ出す方法はなかった。

そこで、自動検査装置が開発されるに至ったのであり、
それらは例えば本出願人に係る１９８０年１２月１８日
付の欧州特許出願ＥＰ第８０４３００３３．３号及び第
８０４３００３０．９号に開示されている。しかしなが
ら、殊にセラミック基板の場合には、これらの技術を有
効利用しようとすると、自動整合装置が必要となる。そ
のような自動整合装置は、既に従来から提示されており
、一般的にはフォーカスシステムや照準システム等の複
雑な電子光学的装置で構成されている。特に、米国特許
第４０５２６０３号及び第４３６５１６３号には各々の
基板上に設けた単数または複数の整合マークを、やはり
単数または複数の基準マークと比較するようにしたもの
が述べられている。

しかし、これらのフォーカスシステムや照準システムが
存在により装置が徒らに複雑化してしまい、好ましくな
い。さらに、上記の整合マークの付着は、金属結線の付
着と同時に行うので、それ自身−整合精度に悪影響をお
よぼしてしまうような欠陥を与えかねない。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、所定の表面積をもつ整合マークを付与した
対象物を、基準マークに対応して自動的に整合させるた
めの新規な手段によって」二連の難点を克服しようとす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明においては、各整合マークの拡大影像の面積を
、検査窓の中心に発生した基準マークとしての電子的（
仮想）影像と比較する。その基準軸は、二つの検査窓の
間の長さｄのわたる直線の線分である。その基準の中心
は、二つの中心の間の線分の中点である。この発明に基
づく技術の利点は、光学的影像を比較するためし二通常
必要とされる複雑で高価な光学的装置を用いなくともよ
くするとともに、基準マークを物理的に書き入れる工程
を不要とすることにある。さらにまた、この発明によれ
ば、整合マークの形成過程で不可避的に生じてくる物理
的に不規則な現象によってもたらされるさまざまな不都
合な影響が、かなりの程度まで低減されるのである。

要約すると、この発明は、ある所定の表面積をもち距離
ｄだけ離隔した二つの整合マークを配置した対象物を、
所定の基準設定手段に対応して自動的に整合させるため
の装置に関するものである。

その基準設定手段には、距離ｄだけ離隔した二つの検査
窓が設けられ、これらの窓の中心点を結ぶ線分が所定の
基準軸を規定し、さらにこの基準軸が逆に基準の中心を
規定する。

本発明の装置は次のものからなる： （１）対象物を載置するための載置用プラテン、（ｊｉ
）　各整合マークの影像（Ｉ　ＭＩＲ１Ｉ’ＭＩＲ）が
、四分面に区切られた、対応する検査窓内に収まるよう
に、周知の技術を用いて相調節を行うための手段、 （ｉｉｉ　）　各検査窓の中心点に、整合マークの影像
（Ｉ　ＭｒＲ１Ｔ’ｏｒｐ）と同一の大きさをもちそれ
らの整合マークに重ね合わさるような基準マークの仮想
的影像（Ｉ　ＲＥＦ）をつくり出すための手段、（ｉｖ
）　各マークと各四分体ｉ　（ｉ＝１．２．３．４）に
対し、基準マークの影像（Ｉ　ＲＥＦ）の輪郭線からは
み出た、すなわちＩ　Ｒ１：Ｆによって覆われていない
整合マークの影像（Ｉ　ＭＩＲ１■Ｌｏ□Ｒ）の部分の
面積と、整合マークの影像（ＩＭＴＲ１■１８□Ｒ）の
輪郭線からはみ出しかつＩ　ＭＩＲ，■’イ、Ｒによっ
て覆われていないＮ　ＲＥＦの部分の面積とを測定する
手段、尚、前者の″露出した″領域の面積をそれぞれ（
Ｓｉ’″、Ｓｊ＋′）とし、後者の覆われた″領域の面
積をそれぞれ（Ｓｉ−１Ｓｉ−’　）とする。

（ｖ）　上記面積の値から、酊ｔプラテンの位置を対象
物に正確に重ね合わせるために必要な並進誤差補正値（
ΔＸ、ΔＹ）と回転誤差補正値（八〇）とを算出する演
算手段、 （ｖｉ）　上記算出値に基づき対象物を移動して整合す
るための移動手段。

［実施例］ 以下の記載は、対象物の自動整合動作をコンビ所定の表
面積をもつ二つの整合マークを周知の金属パターン作成
技術を用いて形成したセラミック基板である。そのセラ
ミック基板は、距離ｄだけ離隔して配置した二つの検査
窓に関連して整合される。より詳しく述べると、二つの
検査窓の中心点を結ぶ線分である基準線と、その基準線
の中点である基準点とに関連して整合が行なわれる。各
検査窓内の各マークと相対的に行うべき移動調節量は、
メモリに記憶した仮想影像を基準にして算出される。尚
、この発明の教示するところによれば、集積回路や、リ
ングラフィのマーク等の対象物の整合配列もなしうろこ
とが理解されるべきである。

このように、本発明の整合装置は、金属パターンと同時
に形成された、所定の表面積をもつ十字架状の二つの整
合マークに基づき行う。その二つのマークは第１図に示
すようにセラミック基板の対向辺の付近に対称的に配置
される。尚、マークが−っだけでも基板の位置決めには
十分なのであるが、マークを二つ用いる方が、より正確
な整合を達成するのに好適である。

第１図に示す２４Ｘ２４ｍｍのセラミ−ツク基板］Ｏに
はコンタクトピン（図示しない）を挿入すべき多くの孔
や、シリコンチップ１３とコンタクトピンとの間の接続
をはかるための金属パターンが設けられている。互いに
ｄ　＝　２２　ｎ＋ｍだり隔てられたギリシャ十字架状
の二つの対称的なマーク１４．１４′が金属パターンに
よって基板上に形成されている。第１図に示すように、
十字架をかたちづくる各々の腕は、幅１００μで長さ３
００μである。

本発明の装置においても、従来の機械的な予備整合工程
は必要である。この予備整合工程は５０μ以内の精度で
あろうと予想される。すなわち、その予備整合工程によ
り基板上に形成した二つの十字架のうち−っが、所望の
理想点を中心とする５０μＸ５０μの正方形内に収まる
ことになろう。

従って、十字架の実際の位置をその理想の位置に一致さ
せるために回転させるべき十字架の角度α＜５０／１０
０あるいはα＜０．２５°テ、ｌｌｌ、無視できるほど
小さい値である。言いかえると、並進誤差補正値（ΔＸ
、ΔＹ）により十分圧しい結果が得られるので、十字架
の実際の位置を理想の位置に一致させるために十字架を
前記角度αだけ回転させるという作業は不要である。そ
こで、ΔＸとΔＹの値を双方の十字架につき算出すれば
よい。

両十字架の影像は、検査窓を形成するフォトダイオード
のマトリクスによって補正される。明らかに、フォトダ
イオードの数とその配置形状は、使用される整合マーク
と、適用される動作条件に適合すべく設定されることに
なろう。

第２図は、フォトダイオードのマトリクス１５（十字架
ｊ、　４に対応することを想定している）をあられして
いる。マトリクス］、５は、四分面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、
Ｓ４という４つの分割領域と中心点Ｎ、とからなる。第
２図にはまた、中心を正確に基準位置に合致させた十字
架１６の影像Ｉ　ＲＥＦが示されている。この実施例で
は、Ｉ　ＲＥＦは実際の十字架の影像を走査する間に自
動的に作成した電子的影像であり、すなわち仮想的影像
である。■ＲＥＶは、こきでは簡単のために窓の中心に
記しである。Ｉ　ＲＥＦの大きさは、セラミック基板上
に形成した実際の十字架の影像の大きさと等しくなるよ
うにしである。

マトリクス１５は拡大率１５倍の光学系に接続されてい
る。このマトリクス１５は１．　ＯＯＸ　１００個のフ
ォトダイオードで構成されてなり、個々のフォトダイオ
ードは各別にアドレス可能な面積６０μＸ６０μの光検
知領域を備えている。こうして、基板上の十字架の各細
分点の大きさは４μ×４μになるだろう。そして拡大状
態では、ｈ＝３００μの十字架の影像の面積は４５００
μ×４５００μであり、これに対してマトリクス全体の
面積は６０００メＬＸ６０００μである。

各四分面はバイナリアドレスによって識別される６例え
ばＳｌは“ＯＯ″で８２は“０１″等である。また、独
立にアドレス可能なフォトダイオードの座標ｘ、ｙによ
って検査される四分体の位置決めを行なうことができる
。各ラインを走査したあとで作成される検知信号には、
そのラインの形状があられされている。以上述べたよう
に、機械的な予備整合工程によって、十字架の影像の中
心を中心点Ｎ。から、７５０μ（５０μ×１５）×７５
０μの正方形の範囲内に収めることができる。

第３図は、実際の十字架］、４ａの影像Ｉ　ＭｒＲの非
整合な場合を拡大的に表現して描いたものである。同図
において、十字架１４ａは、基準の十字架の影像Ｉ　Ｒ
ＥＦに対応して十字架１４を１５倍拡大することによっ
て得たものである。図示されるように、Ｉ　ＭＩＲの中
心Ｎは四分面Ｓ１の中にあり、Ｉ　ＲＥＦの中心Ｎ。か
らΔＸ及びΔｙで決定される距離だけ離れている。この
例では、第３図のｘｘ’軸及びｙｙ′軸との関連でΔｘ
　＜　ＯかつΔｙ　＞　Ｏであることに注意しておこう
。各四面体ｉ　（ｉ＝１．２．３．４）中で、゛′露出
した”　（Ｓｊ”）は、基イダエの影像の輪郭からはみ
出した部分の実際の十字架の影像に対応し、また覆われ
た”　（Ｓｊ−）は、実際の十字架の輪郭からはみ出し
た部分の基準の影像に対応する。

例えば、第３図に示すように、″露出した″面積Ｓ１゛
は、四分面Ｓ１内で基準の影像の輪郭からは１み出した
、実際の十字架の部分であるし、覆われた″面積Ｓ３−
は、四分体Ｓ３内で実際の十字架の輪郭からはみ出した
、基準の影像の部分である。ここで、二つの面積Ｓ′及
びＳ′か、Ｓ′＝Δｘ　Ｘ　Ｈ、Ｓ　″”ΔｙＸＨ１た
たしＨ＝　Ｍ　Ｘ　ｈによって算出される。尚、この式
でＨは実際の十字架の高さくすなわち基準の影像の高さ
でもある）であり、Ｍは光学系の拡大率である。さて、
Ｓ′とＳｎとはＳ１＋及びＳｉ−の値を用いて別々に計
算することができる。特に第３図のように、Ｎか四分面
Ｓ１内にあるときは、面積Ｓ′と８″とは次の式で算出
される： Ｓ’　＝（Ｓｌ”−８３−）＋８２−＋Ｓ、”＋（Ｓ４
−−８ど）Ｓ“、（Ｓユ”−Ｓ　３−）＋　Ｓ　４−８
　、、”＋（Ｓ　４−８７“）これらの式は次のように
簡単化される：Ｓ′＝（Ｓ　、＋−Ｓ　４−）＋　Ｓ　
４＋ｓ　″＝（ｓ　、”−ｓ　２−）＋　ｓ　２＋尚、
ＮがアドレスＯＯの四分面Ｓ１−内にあるとき（△Ｘ〈
○、Δｙ＞Ｏ）、面積Ｓｉ−のうち、唯＝Ｓニーのみが
零となる、ということは興味深い。

このように、５ｌ−＝Ｏという式はＮが四分面Ｓ１内に
存在することを特徴づけており、すなわち実際の十字架
が基準の七字架に対して左」二にずれていることを示す
のである。

４つの四分面の各々についても同様にして、さまざまな
場合を算定することかできる。それは以下の表のように
なる。

特開昭ｅｏ−１４２４ｏａ　（５） ＮがＮ。ＸまたはＮ。Ｙの軸上にある場合にも補正量は
容易に算出される。例えば、Δｙ＝Ｑなら、ＮはＮ。Ｙ
の軸上にあ名。このときΔｙ≠０としよう。すると、Ｓ
、−＝：８２−＝Ｑ、　ｓ、”＝ｓ、”、Ｓ３″＝８４
−及びＳ３＋＝８４＋−〇という式が成立し、表Ｉを用
いると： Δｙ　＝　２３１”　／　Ｈ この計算は、二つの十字架１４．１４′の各々について
なされ、結局二組の値（ΔＸ、Δｙ）及び（ΔＸ′、Δ
ｙ’）が得られる。これらの値は表面積の計算によって
得られるので、表■とは異なった方法で各四分面につき
Ｓ′とＳ”との面積を計算することができる。それを表
■として以下に示す。

ΔＸ、Δｙ及びΔｘ′、Δｙ′の値は、表Ｉまたは表■
の一方のみを用いて得ることができるが、好適には、両
方の表で計算した値を平均する方がよい。この平均値を
とる方法は、より高精度の結果を得るために案出された
ものである。

さて、プラテン上に配置した基板１０を仮想的に完全に
整合させるためには、並進方向及び回転方向の最終的な
補正値（ΔＸ、Δｙ；ΔＯ）を上で得た値から算出する
必要がある。ここで必要な計算の細部を一層理解しやず
くするために、第４図を参照しよう。同図には、再整合
させるべき中心点０１をもつ基板（図示しない）」二に
形成された十字架］４．１４′の中心点の位置を、それ
ぞれＮとＮ′とで示しである。Ｎ、とＮ。′はそれぞれ
、距離ｄたけ隔てられた二つの検査窓の中心に対応する
。すなわち、基板が再整合されたあとはＮとＮ′との距
離はｄとなる。００は再整合させた基板の中心点であり
、また整合プラテンの回転中心でもあり、基準の中心点
でもある。検査窓の中心の軸Ｘ′Ｘは整列処理工程で基
準軸として使用されるものである。

さて、ΔＸとΔｙはそれぞれ、Ｘ軸とｙ軸に沿って十字
架１４′の中心Ｎ′をＮ。に対して移動させるべき補正
値である。

また、ΔＸ′とΔｙ′はそれぞれ、Ｘ軸とｙ軸に沿って
十字架１４′の中心Ｎ′をＮ。′に対して移動させるべ
き補正値である。

Ｘ、Ｙｏ座標システムにおける座標値は、ゆえに、ΔＸ
とΔｙである。八〇は線分ＮＮ’　と軸Ｘ′Ｘとの間の
角度である。

今ΔＯく〈１なので、ここではｓｊ、ｎΔθ１０、ｃｏ
ｓΔθ二］、と考えてよい。これらの近似を行うと、Δ
Ｘ、Δｙ、Δθの値は次のようになる：２　２　２ｄ 上式から、ΔｙくΔｙ′であればΔθ（０であり、また
Δｙ〉Δｙ′であればΔθ〉０である。

ΔＸ、Δｙの位置補正を行うと、基板の中心点ｏ１は理
想中心点Ｏ８と一致することがわかる。次に、中心点○
。のまわりにΔθだけ基板を回転することにより完壁な
整合が得られる。

本発明の装置が従来の装置に対して利点を有するのは、
この方法がＳｉ＋やＳｊ−等の面積の計算に基づいてお
り、それによって基板上に形成した十字架の不規則さを
補償できることにある。周知のように、この十字架の不
規則さは金属化工程に内在するため避けることのできな
いものである。

ところが本発明の装置によれば、特に表■、■で得た値
の平均値をとることにより、十字架の幾何学的形状の不
完全さを実質的に無視でき、結果的に従来の方法よりも
正確な整合を得ることができる。

第５図は、上述した本発明の装置の動作の自動工程にお
けるさまざまなステップをあられしたものである。

第１工程では、基板の機械的予備整合が行なわれる。こ
れにより、各理想位置に対する二つの十字架の比較的粗
い整合が得られる。例えば、予備整合の精度が５０μ以
内だとすると、十字架１４（１４，’）の中心Ｎ（Ｎ′
）は、５０μ×１５＝７５０μの辺をもち中心をＮｏ（
Ｎｏ’）とする正方形に含まれることになる。また、基
板上の各十字架の拡大影像は、それぞれ対応する窓１５
．１５′に含まれることになる。

第２工程では、基板上に形成した実際の十字架の影像と
等しい大きさを有する基準の十字架の仮想影像が、検査
窓の中心に映し出される。

第３工程では、″露出した″面積Ｓｉ＋と、覆われた″
面積Ｓｉ−が双方の十字架につき、各四分面ｊ、　＝　
１．２．３．４に対して算出される。

第４工程では、演算手段を用いて、先ずどの特性値が零
に等しいかを測定し、それから前記の表を用いて第１の
十字架に対する補正値ΔＸ、Δｙと、第二の十字架に対
する補正値Δｘ′、Δｙ′とをそれぞれもとめる。

第５工程では、演算手段によりこれら二組の値ΔＸ、Δ
ｙ；Δｘ′、Δｙ′が算出される。

第６エ程では、演算手段により、完壁な整合を得るのに
必要な、並進及び回転方向の最終補正値（ΔＸ、ΔＹ；
Δθ）が算出される。

第７エ程では、最終補正が行なわれて、プラテン上に配
置した基板の完壁な整合が得られる。そのあと基板の回
路の検査を行ってもよい。

本発明の装置を実施するための好適な実施例に係る装置
２０を、ブロック図を用いて第６図に示しである。同図
において装置２０は電子的演算手段（コンピュータ）に
接続されている。アダプタ２２は整合すべき基板を配置
したプラテン２３の移動制御を行う。ビデオ装置２４は
基板上に形成した十字架の影像Ｉ　ＭＩＲ及びＩ′ＭＩ
Ｒの各々に対応するビデオ信号を供給する。このビデオ
信号は、影像Ｉ　ＭＺＲ及びＩ’ＭＩＲに対応する２通
信号Ｉ　ｍｉｒ及び工′□□１を供給するしきい値装置
に入力される。以下では、ビデオ装置としきい値装置を
併せて″検査手段”と呼ぶことにしよう。

装置２０において、発生装置２５は信号Ｉ　ｒｌｉｌｆ
を発生する。四分面検知装置２６はアドレスしたフォト
ダイオードが存在する四分面のアドレスを検知する。面
積演算装置２７はＳ＋、Ｓ＋′、Ｓ−１Ｓ−′であられ
される。゛′露出した″面積と覆われた″面積とをそれ
ぞれ算出する。デマルチプレクサ２８は１面積演算装置
から入力した８４′、Ｓ″′、Ｓ＋′、Ｓ−′という単
元値を分配する。加算器２９は、デマルチプレクサ２８
によって分配された値を加算し各々の十字架及び各々の
四分面に対して、″露出した″面積と覆われた″面積（
Ｓｉ”″、５ｉ−１及びＳｉ＋′、Ｓｉ−’　）の値を
与える。尚、これらのイ直はバス３０とデコーダ３１と
を介して要求される毎にコンピュータ２］に供給される
。

プラテン２３上に配置した基板を整合させるために、コ
ンピュータ２゛１が先ず機械的予備整合動作の実行を制
御する。次にコンピュータ２１は発生装置２５と四分前
検知装置とにスタート信号を送って、補正値を計算する
準備ができたことを知らせる。スタート信号は、コンピ
ュータ２１から準備要求（Ｒｄ　Ｒｅｑ、）信号を受け
とる同期化装置］−９によって発生される。

しかし、影像は（この実施例の場合）連続的に走査され
るので、最初の走査結果は有効ではないだろう。という
のは、基板の予備整合工程はその走査のはじめと終りの
間の任意の時点で完了してしまうかもしれないからであ
る。それゆえに、そのときのカウンタの計算値は測定す
べき面積Ｓｊ−“・・・・Ｓｊ−の値をあられすもので
はないだろう。

−尚、このカウンタとは、図示しないが、フォトダイオ
ードの感知状態を加算するもので加算器中にある。従っ
て、−たん基板が予備整合されると、最初のフレーム（
あるいは影像走査の最終時点）信号は無視すべきであり
、第二のフレーム信号が開始されると、すなわち第一の
フレーム信号と第二のフレーム信号との間でカウンタが
ロードされて全体の走査が終了すると、カウンタの計数
値のみを考慮に入れるべきである。尚、発生装置２５と
四分前検知装置２６の動作を制御するスタート信号は、
上述した二つのフレーム信号の間だけ有効である。

同期化装置１９は実際はシフトレジスタである。

フレーム信号と準備要求信号とは、クロック入力とプリ
セラ１〜入力に個々に加えられる。スタート信号はＱＢ
出力端子から出力される。ＱＢ出力端子の信号は、第二
のフレーム信号を受け取るときＨレベルになる（そのと
き、図示しないがＱＡ出力端子はＬレベルになる）。こ
れにより、加算器２９中のカウンタが所望のデータを有
し、補正値の演算の開始が可能となったことをコンピュ
ータ２１に知らせるためのストップ信号が出される。

四分前検知装置２６はアドレスしたフォトダイオードが
どの四分面（例えば四分面Ｓｌ）内に位置するかを検知
して、それに対応する２ピッ１−のアドレス（例えば１
１００″）を指定する。このアドレスは結線３２を介し
てデマルチプレクサ２８に送られる。四分面検知装Ｗ２
６はシステムクロック信号を受け取り、内部同期信号を
発生する。

内部同期信号は、Ｉ　ｒｅｆ信号を発生する発生装置２
５と、デマルチプレクサ２８とに、それぞれ結線３３ａ
、３３ｂを介して送られる。さらにまた、四分前検知装
置２６は、ビデオ装置２４から、記号ＲＸ、であられし
たライン走査終了（あるいはライン同期化）信号を受け
取る。

発生装置２５は、スタート信号の他に、結線３３ａを介
して内部同期化信号を受け取り、面積演算装置２７に２
進信号Ｉ　ｒｅｒを与える。尚、２進信号Ｉ　ｒａｔは
第３図にあられした仮想基準影像Ｉｒｅｒを表示するた
めのものである。

″露出した″面積と覆われた″面積とを算出する面積演
算装置２７は、Ｉ　ｒａｔ信号と同時に、ビデオ装置２
４に接続したマトリクス装置３４．３４′からしきい値
装置１８を介して２進信号Ｉｍｊ、ｒと１′。、ｒとを
受けとる。各々のマトリクス装置３４．３４′は、実質
的に、基板上に形成した十字架１４．１４′の拡大した
影像１４ａ、］。

４’　ａを投影するためのフォトダイオードのマトリク
スを備えている。面積演算装置２７はライン毎に面積の
値を集計する。このライン毎の集計値（単元値）は、あ
とで加算したときに、影像全体に対する面積Ｓｉ”、５
ｉ−５Ｓｉ”／　、　Ｓｉ−／の値を与えることになる
。尚、三つの入力信号］：ｒｅｒ、■。、１　工′□、
１は同期化されている。

基板上に形成した実際の十字架の影像の任意のラインを
走査すると、面積演算装置２７は、そのラインにおける
″露出した″部分（Ｓ２）と覆われた″部分（Ｓ−）の
長さを期間として表示する信号を発生する。例えば、第
３図に示すように、実際の十字架の影像Ｉ　ＭＩＲの２
６番−目のラインを走査した場合、″露出した″部分と
覆われた′″部分それぞれフォトダイオード約８個分の
長さどなる。従って、面積演算装置２７はＳ”＝８Ｔ、
５−＝８Ｔという信号を発生することになる。ここでＴ
はシステムクロックの周期である。上の式が成立するの
は、フォトダイオード１個の幅に対応する線分がシステ
ムクロックの一周期で走査されることによる。次に、例
えば１０番目のラインでは、Ｓ”＝２４Ｔの信号を面積
演算装置２７が発生する。ここでＳ”＝２４Ｔという単
元値はフォトダイオード２０個分に対応するＳｉ＋部分
に、フォトダイオード４個分に対応する３　、４部分を
加えたものである。面積演算装置２７によって与えられ
た値は、どの四分面′が関連するのかは記述しないとい
うことを注意しておく必要がある。第一の十字架に対す
る単元値Ｓ＋、Ｓ−と、第二の十字架に対する単元値ｓ
”　、ｓ−’は、それぞれ結線３５．３６を介してデマ
ルチプレクサ２８へ入力される。どの四分面が対応して
いるかは、四分面検知装置２６から結線３２を介して入
力したデータを用いてデマルチプレクサ２８により決定
される。例えばこの場合、デマルチプレクサ２８はＳ”
＝　２４　Ｔが（アドレス００の）四分面Ｓ１に関Ｌ”
］ｔ、Ｓ、”　（ＯＯ）＝２０であり、（アドレス。

１の）四分面Ｓ１に関してはＳげ（０１）＝４、という
二つの成分からなることを決定する。この実施例では、
デマルチプレクサ２８は、相等しｂ・二つの部分２８ａ
、２８ｂとからなり、その各々は第７図に示すような周
知の市販のＰＩ／Ｎ　５Ｎ７４１５５等のモジュールか
らなる。この図は明らかに、（結線３５から入力した）
単元値Ｓ＋及びＳ−の正確な処理を行うために必要な結
線の状態をあられしている。もう一方のモジュール２８
ｂ　（図示しない）も同様に、結線３６を介して入力し
た単元値Ｓ　＋／及びＳ−′の処理を行うように接続さ
れている。Ｓ＋、５−１ｓ＋′、ｓ−’をあられす各バ
イナリ信号はデマルチプレクサ２８によってパルス列に
変換される。この変換されたパルス列は、結線３３ｂを
介してストローブ端子入力した内部同期信号の制御のも
とに加算器２９に送られる。

上記したデマルチプレクサ２８による変換動作は、変換
されたパルス列がそのあと加算器２９中のカウンタに入
力されるという点において簡易である。例えば、各ライ
ンの走査のたびに入力されるＳ、＋の値は加算器２９で
総和され、２進コードのかたちでたくわえられたその総
和値がｓｉ“の面積をあられすことになろう。

加算器２９は１６個の１２ビツトカウンタからなり、そ
の各々は、１００　ｘ　１．　Ｏ０個のマトリクス状フ
ォトダイオードを使用しているこの実施例において、５
０ｘ５０＝２５００の最大計数量を有している。これら
のカウンタは、コンピュータ２１の制御のものでデコー
ダ３１からアドレス可能である。簡単のため、この実施
例では各々のカウンタを市販のＰ／Ｎ　ＤＭ８５５６等
の３つの状態をとる、３個の４ビツトカウンタでおきか
えである（第８図参照）。第８図に示す様に、Ｓｉ＋・
・・・Ｓ４−の値は、加算器２９の出力端子から１２ビ
ツトのバイナリコードとして出力される。

影像のすべてのラインが走査されると、各カウンタの計
数値は、第一の十字架に対するＳｉ１．８１″の値と、
第二の十字架に対するＳｉ”　、Ｓｉ””の値とをあら
れすことになる。上述したように、同期化装置］−９か
らコンピュータ２１が停止信号を受けとると、コンピュ
ータ２１はカウンタの計数値Ｓ１＋、８２′″、・・・
・８４″′　を次々に読み出すとともに、バス３０を介
してデコーダ３１に適当なアドレスを付与してゆく。バ
ス３０は、デコーダ３１のアドレス入力端子に接続した
４本の結線を有している。デコーダ３１には、その他に
、結線３３ｃを介して内部同期信号を入力する。また、
デコーダ３１には１６本の結線からなる出力バス３７が
設けられてなり、その１６本の結線（ＡＤＤＲＩ・・・
・ＡＤＤＲｌ、６）の各々は、第８図に示すように、複
数のカウンタ列を備えた各カウンタの可算器入力に接続
されている。各カウンタ列のアドレスは、コンピュータ
２１のメモリに記憶されている。なお、このデコーダ３
１はＰ／Ｎ　５Ｎ４１５４のような市販のタイプのモジ
ュールで構成してもよい。各カウンタのクリア端子はク
リア用結線に接続されており、コンピュータ２１はＳ　
１＋、Ｓ、＋、・・・・Ｓ４−の値を読み取った後、こ
のクリア用結線を介してカウンタをリセットする。

Ｉ　ｒＦＮの発生装置２５の動作は第９Ａ図及び第９Ｂ
図を参照することによってより一層理解される。発生装
置２５は１６ビツトのデータワードを発生する。この１
６ビツトのデータフォーマットは第９Ａ図のようになっ
ている。このデータワードにおいては、最初の１２ビツ
トが、ある１行の（本実施例では１００個からなる）フ
ォトダイオードの指示値（（ｌ　Ｗ　ＴＴ及び４１　Ｂ
　＋＋のドツト数）のバイナリ表現をもつ。尚ここでｒ
ｉＷｕ　（ホワイト）とは影像の欠如、ｉｌ　Ｂ　＋＋
　（ブラック）とは影像の存在に対応している。例えば
、第２図に示すように、第５行目のフォトダイオードが
１００個の１１　Ｗ　ＩＩドツトを検知すると、発生装
置２５は１００　＋＋と同値な２進値、すなわち’　１
　］−００１００１＋を発生するだろう。同様にして、
第２５行目のフ第１へダイオードが３８個のＬＬ　Ｗ　
ＩＩドツトと、２４個（７）　１１　Ｂ　Ｉ＋ドツトと
、３８個のＩｔ　Ｗ　Ｉ＋ドツト（すなわち３８Ｗ−２
４Ｂ−３８Ｗという表現をとる）とを検知するなら、発
生装置２５は第９Ａ図に示すようにｒｒ　、３８　ｎ、
２４”及びｒｒ　３８　＋＋に同値な２進値を発生する
だろう。

さて、上記１６ビツトのうち残りの４ビツトについては
、そのうち３ビツトだけが指示ビットとして使用される
。この３ビツトのうち２ビツトはドツトが”Ｂ”（Ｂ指
示部）であるか”ｗ”　（ｗ指示部）であるかをあられ
す。また、第三のピッ１へはＲＴ、信号（ＲＴ、指示部
）をあられす。このＲＬ倍信号、１ラインの影像走査が
終了した時点で立ち上がり、クロックＴの８周期の間だ
けＨレベルにとどまってＬレベルに立ち下がり、次のラ
イン走査の開始時点ではＬレベルのままである。

こうして、ある一群の１６ビツトデータが１ラインの走
査に対応することになるのだが、これらの一群のデータ
を区分するのは１６ビツトからなる分離指示データ（Ｓ
）である。分離指示データＳにおいては、その］６ビツ
トのうち１ビツトのみ、すなわちＲＬ指示部のみが使用
される。１ラインをあられすすべてのワードは順次メモ
リ３８内にだくわえられてゆく。尚、このメモリ３８は
、例えばＰ／Ｎ　ＭＮ２７１６として市販されている周
知のＥＰＲＯＭと同様のものでよい。

アドレス０にたくわえられた最初のデータワードは、主
として第６Ｂ図のすべての回路をリセットする際、及び
メモリ３８に接続した特別なレジスタ（実際ば減算カウ
ンタ）３９及びアドレスカウンタ４０に関わる初期化シ
ーケンスの間に、レジスタ３９にロードされる。第二の
データワードは、第一のデータワードの減算カウントの
終了後にレジスタ３９のボロ一端子からパルスが発生さ
れた時点になってからようやくレジスタ３９にロードさ
れる。このポロ一端子からのパルスはまた、オアゲート
４］あるいはオアゲート４２を介してアドレスカウンタ
４０をインクレメントさせる。

ここで、３８Ｗをあられすデータワードの減算カウント
がレジスタ３９内で完了間際にあり、Ｄフリップフロッ
プ４５のＱ出力端子がＬレベル、すなわちＩｒｅｒ”Ｏ
だとしよう。すると、２４Ｂをあられす次のデータワー
ドがメモリ２５の出力バスで出力可能となる。こうして
減算値が零になると、レジスタ３９のボロー出力端子が
らＤフリップフロップ４５にパルス信号が供給され、こ
れによりＤフリップフロップの状態が変化する。３８Ｗ
″のデータワードに対応する指示ビットはＷ指示部が「
１」でＢ指示部がｒＯＪであったのが、”　２　／ｌ　
Ｂ　”のデータワードの場合においてはＷ指示部がｒＯ
ＪでＢ指示部が「１」となる。このため、第９Ｂ図に示
すように、Ｗ指示部とＢ指示部のうち一方をＤフリップ
フロップ４５に接続するようにしてもよい。

Ｄフリップフロップ４５の出力端子Ｑの信号が立ち上が
る（Ｉｒａｒ”１）と同時に、レジスタ３９のボ叶出カ
ー子で発生したパルスはオアゲート４１を介してレジス
タ３９のロード端子に入力され、これにより、”　２４
　Ｂ　”のデータワードレこ対応する値「２４」がレジ
スタ３９ヘロードされる。ボロー出力端子で発生したパ
ルスはオアゲート４２を介してアドレスカウンタ４０の
ＩＮ＋１端子にも入力され、これにより、アドレスカウ
ンタの計数値がｒｌＪだけインクレメントされる。

すると、次の”　３８　Ｂ　”のデータワードがメモリ
３８の出力バス上で出力可能になる。

レジスタ３９は、アンドゲート４４から入力するクロッ
クパルス（結線３３ａ）の制御によって「２４」からｒ
ＯＪまで減算カウントを行う。上述したように、スター
ト信号は、継起して発生する二つのフレーム信号発生の
間の影像走査期間中、論理「１」の値をもつ。ライン走
査の終了（あるいはＲＬ）信号はライン走査の終了時点
に於てのみ（ＲＬ−＝１及び百〒＝Ｏのとき）、８Ｔの
期間だけアンドゲート４４を閉じる。このようにｘｒｅ
ｒは鉱算カウント、すなわち２４Ｔの期間は「１」とい
う値をもつ。

レジスタ３９の計数値が零になると、Ｄフリップフロッ
プの状態が変化し、次の”３８Ｗ”のデータワードがす
でに出力バスに出力可能となっていることがらＢ指示部
とＷ指示部とが変化しＩｒａｒが立ち下がる（Ｉｒｅｒ
　＝　Ｏ）。

分離指示ワードＳがその後出力データバス上に出力可能
となり、（論理「１」の値をもつ）ＲＬ指示部の出力が
ワンショットマルチバイブレータ（Ｍ）４６で整形され
てＤフリップフロップ４３のクロック入力端子に加えら
れる。同時に、ＲＬ指示部は、Ｄフリップフロップ４３
のＤ端子にも接続されている。Ｄフリップフロップ４３
のＱ出力端子上の信号はこうして論理ｒＯＪに散ち下が
るので、アンドゲート４４がこれにより閉じられる。結
果として、クロック信号（結線３３ａ）はレジスタ３９
には送られなくなり、それゆえにレジスタ３９は「３８
」から「０」への減算カウントを停止する。Ｉｒ１ｉｌ
ｆ信号は、ＲＬ倍信号直接または好適にはワンショツＩ
−マルチバイブレータＭを介してＤフリップフロップ４
３のクリア入力端子に加えられ、もって、レジスタ３９
の次の減算カウントが可能になるまで「０」にとどまる
。この構成によれば、次のラインに移行する前に「３８
」からｒＯＪまで減算カウントすればよいような構成よ
りも幾分か複雑になるが、ＲＬ倍信号次のラインの減算
カウントのスタートと同期させることが保証されるので
ある。

第１０図は、上述した、四分面のアドレスを決定する役
目をはだす四分面検知装置２６の一実施例をあられすも
のである。周知のように、ＮＸＮ個のフォトダイオード
からなるマトリクスにおいては、各四分面はＮ／２行×
Ｎ７２列からなる。

この実施例ではＮ＝１００である（第２．３図参照）。

カラムカウンタ４７は、インバータ４９及びアンドゲー
ト４８を介してＲＬ倍信号入力されることにより零にリ
セットされるまでカランＩ〜を続ける。カラムカウンタ
４７の計数値はコンパレータ５０の一方の入力端子に入
力される。コンパレータ５０の一方の入力端子には一つ
の四分面の刈の個数値に対応するｒ５］　（この数はス
イッチＳＹで設定される）という値の信号が入力されて
いる。そこで５１番目のパルスが発生すると、コンパレ
ータ５０の大なり″端子が「１」に立ち上がり、この立
ち上がり出力は二本の結線３２を介してデマルチプレク
サ２８へ送られる。ラインカウンタ５１もまた、カラム
カウンタ４７をコンパレータ５ｏに接続したのと同様に
コンパレータ５２に接続する。ただし異なるのは、ライ
ンカウンタ５１は、コンピュータ２１から供給されるＲ
ｄ　Ｒｅｑ信号によって零にリセットされるまでＲＴ＝
倍信号カウントし続けるということである。

そうして、結線３２に出力された例えば”ｏｏ”のよう
なバイナリ値が、検査窓で検査すべき、例えば“Ｓｌ’
″のような四分面のアドレスとなる。

尚、結線３３を介して送出される内部同期信号はシステ
ムクロック信号に等しいものであるが、ＲＬ倍信号Ｈレ
ベルにあるとき（すなわちＲＬ　＝　Ｏ）もしくはスタ
ート信号がＬレベルにあるとき内部同期信号の発生は停
止される、ということをここで注意しておこう。

第１１図は、覆われた２部分、あるいは“露出した２部
分の面積を計算する役目をはだす面積演算装置２７の一
実施例をあられすものである。

この面積演算装置２７は、２通信号の減算さえ行えばよ
いので、４個のＮＯＲゲート５３〜５６と３個のインバ
ータ５７〜５９とからで成っているにすぎない。ここで
例えばＳ”＝　Ｉ　ｍｊ、ｒ＋　工ｒｅｒという式は、
基板上に形成した二つの十字架のうち一方のものの影像
Ｉ　ＭＩＲにおいて、ある所定のラインに対し仮想影像
Ｉ　ＲＥＦに関して″露出した″（すなわち、Ｉ　ＲＥ
Ｆの輪郭線からはみ出した）部分をあられしている。

第１２図は例えば第２５番目のラインにつき得られた波
形をあられすものである。特に、この図は、デマルチプ
レクサ２８に対しそのストローブ入力端子に加えられた
内部同期信号（ライン走査の終了時点を除いてはクロッ
ク信号に等しいもの）の制御のもとで、デマルチプレク
サ２８につき例として示した２通信号Ｓ＋に対応する波
形の図である。この場合、結線３２から入力されるアド
レスは“００”であり、従ってデマルチプレクサ２８か
ら出てくる出力信号Ｓ１”（００）は、図示するように
８個のパルスから成ることになろう。

［発明の効果コ 以上のように、本発明の構成によれば、プリント基板等
の対象物をきわめて正確に整合できる。

また、基板上に設けた整合マークと、それに対応させる
べき仮想の基準マークとの誤差を、その両者が重なり合
わない面積を自動測定することにより算出するようにし
たので、基板」二に設けたマークの輪郭線が多少不正確
でもこれを補償することができ、もって高い整合精度を
維持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第］−図は、十字架形状の二つの整合マークを付与した
セラミック基板をあられす図、第２図は、１０ＱＸ１０
０のフォトダイオードのマトリクスを備えその中心に基
準マークを設けた検査窓の図、第３図は、基準の影像（
Ｉ　ＲＥＦ）とは外れた、整合マー・りの拡大影像（Ｉ
　ＭＩＲ）を視野に収めた第２図の検査窓の図、第４図
は、第１図に示す対象物を正確に整合させるために必要
なプラテンの整合位置を得るための方法を示す図、第５
図は、第１図に示した対象物を自動的に整合させる方法
における各工程を示す図、第６図は、第５図の方法を実
行するための装置のブロック図、第７図は、第６図にお
けるデマルチプレクサの一実施例の半分を詳細に示す図
、第８図は、第６図における加算器の一実施例の図、第
９Ａ図は、第６図におけるＩ　ｒ８４信号の発生装置中
に配置したリードオンリメモリにおいてデータを読み取
る方法を示す図、第９Ｂ図は、発生装置のより詳細な図
、第１０図は、第６図における四分面検知装置のより詳
細な図、第１１図は、第６図における面積演算装置のよ
り詳細な図、第１２図は、第６図におけるデマルチプレ
クサ中の処理の前後で得られる波形をあられすタイムチ
ャートである。 １０・・・・対象物（セラミック基板）、１４．１４′
・・・・整合マーク（十字架）、１５．１５′・・・・
検査窓、Ｉ　ＭＩＲ１Ｉ’ＭＩＲ・・・・整合マークの
影像、Ｉ　ＲＥＦ・・・・仮想影像、２１・・・・電子
的演算手段（コンピュータ）、２３・・・・プラテン、
２５・・・・発生装置、２６・・・・四分面検知装置、
２７・・・・面積演算装置、２８・・・・デマルチプレ
クサ、２９・・、。 加算器、３４．３４′・・・・（フォトダイオードの）
マトリクス装置。 出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　岡　１）　次　生 （外１名） 第１図 □４５００　）Ｊ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に所定の面積をもつ一対の整合マークを形成
   した対象物を、所定の距離だけ離隔配置し整合マークを
   収め得る面積をもつ検査窓に対して、整合マークと検査
   窓とを対応させるようにして基準の位置に整合させるた
   めの自動整合装置において、 前記対象物を配置するための整合プラテンと、前記各々
   の整合マークの影像が、前記検査窓内に完全に収まるよ
   うに前記対象物に対して粗調節を行う粗調節手段と、 前記検査窓の中心において、前記対象物の影像と等しい
   形状及び大きさをもちその影像に重なりあう仮想影像を
   発生する発生手段と、 前記検査窓を４つの等しい四分面に分割してその各々の
   四分面内において前記整合マークの影像の、前記仮想影
   像からはみ出す部分の面積（Ｓｉ”、Ｓｉ“′）と、前
   記仮想影像の、前記整合マークの影像からはみ出す部分
   の面積（Ｓｉ−５Ｓｉ−’　）とを測定する測定手段と
   、 前記の面積値（Ｓｉ”、Ｓｉ＋′、　Ｓｉ”’、　Ｓｉ
   −’　）から対象物の並進補正値ΔＸ、ΔＹ及び回転補
   正値Δθとを算出する演算手段と、前記算出した並進補
   正値ΔＸ、ΔＹ及び回転補正値へ〇だけ前記対象物を移
   動させる移動手段、とからなる自動整合装置。
2. （２）前記対象物がセラミック基板であり、前記整合マ
   ークは、検査窓と等しい距離だけ離隔形成した十字架形
   状よりなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   の自動整合装置。
3. （３）前記検査窓の各々は光を検知して電流を発生可能
   な複数個のフォトダイオードをマトリクス状に配置して
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ま
   たは第（２）項の自動整合装置。
4. （４）前記整合マークは、前記対象物上に金属パタ整合
   装置。