JP2000097674A - Method for detecting and aligning positioning mark - Google Patents
Method for detecting and aligning positioning markInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は位置決め用マークの
検出方法および位置決め用マークを用いて平板を位置合
わせする方法に関する。The present invention relates to a method for detecting a positioning mark and a method for positioning a flat plate using the positioning mark.
【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、フォトマスクおよび基板
のそれぞれに位置合わせマークとして設けられた位置決
め用マークを読み取り、読み取ったデータを処理して両
部材間の位置合わせに利用するのに適している。In particular, the present invention relates to an exposure step of transferring a pattern drawn on a photomask onto a substrate by irradiating the substrate with light through the photomask to manufacture a printed wiring board or the like. It is suitable for reading a positioning mark provided as an alignment mark on each of them, processing the read data, and using the processed data for alignment between the two members.
【０００３】[0003]
【従来の技術】平板上に形成された位置決め用マークを
読みとるのにモノクロ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、ＣＣＤカメラで光学
的に明確に読み取れることが重要である。例えば位置決
め用マークが、透明材料でできた平板上の非透光性領域
に囲まれた透光性領域として、または透光性領域に囲ま
れた非透光性領域として形成されていたり、不透明な平
板にあけられた貫通孔として形成されているならば、こ
れらを透過光を用いてＣＣＤカメラで読みとる場合、位
置決め用マークとその周囲との間に明確な明暗の差がで
きる。したがって、かかる位置決め用マークを正確に読
み取って画像処理することは比較的容易である。2. Description of the Related Art It is known that a monochrome CCD camera is used to read positioning marks formed on a flat plate. It is important that the positioning mark can be clearly and optically read by a CCD camera. For example, the positioning mark is formed as a translucent area surrounded by a non-translucent area on a flat plate made of a transparent material, or as a non-translucent area surrounded by a translucent area, or opaque. If they are formed as through-holes formed in a flat plate, when these are read by a CCD camera using transmitted light, a clear difference in brightness between the positioning mark and its surroundings is produced. Therefore, it is relatively easy to accurately read such positioning marks and perform image processing.
【０００４】これに対し、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ＣＣ
Ｄカメラで読みとる場合には、正確な画像を得ることが
困難な場合が多い。例えば、前述したプリント配線基板
製作のための露光工程で使用される基板に位置合わせマ
ークとして設けられる底付き穴は、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、色によっては穴の底面とその周囲との明暗
差がはっきりしない。また、穴の近くでの光が乱反射し
てノイズを発生させることや、底付き穴を形成した後の
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
しまうこと、また、底付き穴を含む基板表面領域上に次
工程のための感光膜が形成される際にその一部が穴内に
入り込むことなどの事情により、底付き穴の輪郭はあい
まいになってしまう。On the other hand, a concave bottomed hole is formed in a flat plate to serve as a positioning mark, which is formed by using reflected light.
When reading with a D camera, it is often difficult to obtain an accurate image. For example, a bottomed hole provided as an alignment mark in a substrate used in an exposure process for manufacturing a printed wiring board described above is formed in the substrate by means such as drilling, removal of a photosensitive layer by laser or exposure, In some cases, the difference in brightness between the bottom of the hole and its surroundings is not clear. Also, light near the hole is irregularly reflected to generate noise, and the edge of the hole is unevenly polished and deformed in the surface polishing step after forming the bottomed hole, When a photosensitive film for the next process is formed on the substrate surface area including the bottomed hole, a part of the photosensitive film may enter the inside of the hole, so that the outline of the bottomed hole becomes ambiguous.
【０００５】このような理由により、底付き穴が位置決
め用マークとされている場合には、これを反射光を用い
てモノクロＣＣＤカメラで正確に読みとることは困難で
あった。[0005] For these reasons, when the bottomed hole is used as a positioning mark, it has been difficult to accurately read it with a monochrome CCD camera using reflected light.
【０００６】しかしながら一方では、上述したような露
光工程において層間の位置合わせを行う場合に、凹状の
底付き穴の形状の位置合わせマークを正確に読みとるこ
とが強く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、さらに層間の位置合わせ
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ＣＣ
Ｄカメラで正確に読みとる必要性が大きくなったのであ
る。On the other hand, on the other hand, when positioning between layers is performed in the above-described exposure process, it has been strongly required to accurately read a positioning mark in the shape of a concave bottomed hole. That is, in recent years, the printed wiring board has been multi-layered, and the alignment accuracy between the layers has been required to be high. Therefore, a concave bottomed hole is used as an alignment mark, and this is used as a CC using reflected light.
The need to read accurately with a D-camera has grown.
【０００７】この要求を満足させるため、位置合わせマ
ークを読み取るための照明の色を変えたり、モノクロＣ
ＣＤカメラに特定の光波長領域のみを通すフィルタを取
り付けて調整するという解決方法が考えられた。しか
し、このような方法では十分な結果が得られなかった
り、ある程度良好な結果が得られた場合であっても、基
板の表面の色や位置合わせマークの色がロットごとに変
わると、その都度調整をし直す必要があるという欠点が
あった。In order to satisfy this demand, the color of the illumination for reading the alignment mark is changed,
A solution was conceived in which a filter for passing only a specific light wavelength range was attached to the CD camera and adjusted. However, even if a satisfactory result is not obtained by such a method or a good result is obtained to a certain extent, when the color of the substrate surface or the color of the alignment mark changes from lot to lot, it may occur. There was a disadvantage that the adjustment had to be made again.
【０００８】別の解決方法として、明暗の差を認識する
モノクロＣＣＤカメラに代えて、色の差を認識するカラ
ーＣＣＤカメラを使用することが考えられる。カラーＣ
ＣＤカメラは、明暗差があいまいであっても、色の差で
識別できる点で有利である。As another solution, it is conceivable to use a color CCD camera for recognizing color differences instead of a monochrome CCD camera for recognizing light / dark differences. Color C
The CD camera is advantageous in that even if the difference in brightness is ambiguous, it can be identified by the difference in color.
【０００９】しかしながら、一般的に多く使用されてい
る単板式のカラーＣＣＤカメラでは、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）および青色（Ｂ）の三原色の出力信号を得るため
のそれぞれの受光素子（赤、緑、青以外の色を含めた四
色の受光素子を用いる場合もある）が一組として平面的
に配置されている。ここで、説明の便宜上、ＣＣＤが
赤、緑、青の三色の受光素子のみから構成されていると
して話をすすめると、これら三色のうちの一色の出力信
号のみを用いて位置合わせマークの読み取りを行う場
合、モノクロＣＣＤカメラの場合ではＣＣＤの領域内の
すべての受光素子を利用していたのに比べ、カラーＣＣ
Ｄカメラでは同じ領域内で３分の１の数の受光素子（例
えば赤のみ）しか利用しないことになる。このため、読
み取り精度が粗くなり、精度の高い位置合わせには適さ
ないことになる。However, in a single-plate type color CCD camera which is generally used, a light receiving element (red light) for obtaining output signals of three primary colors of red (R), green (G) and blue (B) is provided. , Light-receiving elements of four colors including colors other than green and blue) are arranged in a plane as a set. Here, for the sake of convenience, if the CCD is assumed to be composed of only three color light receiving elements, red, green, and blue, the position of the alignment mark is determined using only one of the three color output signals. When reading, the color CCD camera uses a color CC compared to using all the light receiving elements in the CCD area.
In the D camera, only one third of the light receiving elements (for example, only red) are used in the same area. For this reason, the reading accuracy becomes coarse, and it is not suitable for highly accurate positioning.
【００１０】また、常に特定の一色の出力信号のみを用
いることの弊害もある。すなわち、位置合わせマークが
設けられた部材の色や位置合わせマークの色が変わった
ことなどに起因して、他の色の出力信号を用いて読み取
りデータの処理を行った方が精度の高い検出ができ、し
たがって精度の高い位置合わせができる場合にも、これ
に対処できないのである。Further, there is also a problem of always using only an output signal of a specific one color. That is, due to a change in the color of the member provided with the alignment mark or the color of the alignment mark, it is more accurate to perform processing of the read data using output signals of other colors. Therefore, even when the positioning can be performed with high accuracy, this cannot be dealt with.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、カラーＣＣＤカメラの最適の一色の出力信号のみの
データ処理により、位置決め用マークを実用上支障のな
い誤差で正確に検出し、該位置決め用マークが位置合わ
せマークとして使用される場合には精度の高い位置合わ
せができる、位置合わせ方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to accurately detect a positioning mark with an error which does not hinder practical use by performing data processing of only an output signal of an optimum one color of a color CCD camera. An object of the present invention is to provide a positioning method capable of performing high-precision positioning when the use mark is used as a positioning mark.
【００１２】[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、平板上に形成された位置決め用マ
ークを検出する方法において、前記位置決め用マークを
円形マークとし、該円形マークの読み取りにカラーＣＣ
Ｄカメラを使用し、前記位置決め用マークに関する出力
信号と該位置決め用マークの周囲の領域に関する出力信
号との大きさの差を、前記カラーＣＣＤカメラの各色の
出力信号ごとに算出し、この差が最大となる色を選択
し、該選択された色に関する出力信号のみを用いて前記
位置決め用マークの読み取りデータの処理を行うことを
特徴とする、位置決め用マークの検出方法が提供され
る。According to the present invention, there is provided a method for detecting a positioning mark formed on a flat plate, wherein the positioning mark is a circular mark. Color CC for reading
Using a D camera, a difference in magnitude between an output signal for the positioning mark and an output signal for an area around the positioning mark is calculated for each output signal of each color of the color CCD camera, and this difference is calculated. A method for detecting a mark for positioning, comprising selecting a color having the maximum value and processing read data of the mark for positioning by using only an output signal relating to the selected color.
【００１３】前記位置決め用マークは、小さな円形マー
クを円周上に複数配置することによって構成された円形
マークとすることができる。The positioning mark may be a circular mark formed by arranging a plurality of small circular marks on the circumference.
【００１４】前記カラーＣＣＤカメラは、赤色、緑色お
よび青色の各出力信号を得るための少なくとも３色の受
光素子を一組として配置した単板式のものとすることが
できる。The color CCD camera may be of a single-plate type in which at least three color light receiving elements for obtaining red, green and blue output signals are arranged as a set.
【００１５】前記位置決め用マークを読み取るための照
明を、紫外線カットフィルタまたは黄色フィルタを通し
た光としてもよい。The illumination for reading the positioning mark may be light passing through an ultraviolet cut filter or a yellow filter.
【００１６】また、本発明によれば、第１の平板上の互
いに間隔をあけた複数の位置にそれぞれ位置決め用マー
クを設けてこれらを第１の位置合わせマークとし、該第
１の位置合わせマークのそれぞれは、透明材料でできた
前記第１の平板上の非透光性領域に囲まれた透光性領域
として、または透光性領域に囲まれた非透光性領域とし
て形成されており、第２の平板上の、前記第１の位置合
わせマークに対応する複数の位置にそれぞれ位置決め用
マークを設けてこれらを第２の位置合わせマークとし、
前記第１および第２の平板を、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、互いに重なった前記第１
および第２の位置合わせマークを前記第１の位置合わせ
マークの側からそれぞれ読み取り、このとき前記第２の
位置合わせマークは前記透光性領域を通して読み取り、
読み取ったデータを処理して前記第１および第２の位置
合わせマークを検出し、双方の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
板のうちの少なくとも一方を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それぞ
れを円形マークとし、該第１および第２の位置合わせマ
ークの読み取りにカラーＣＣＤカメラを使用し、前記第
１の位置合わせマークおよび第２の位置合わせマークに
関する出力信号と該第２の位置合わせマークの周囲の領
域に関する出力信号との大きさの差を、前記カラーＣＣ
Ｄカメラの各色の出力信号ごとに算出し、この差が最大
となる色を選択し、該選択された色に関する出力信号の
みを用いて前記第１の位置合わせマークおよび第２の位
置合わせマークの読み取りデータの処理を行うことを特
徴とする、位置決め用マークを用いた平板の位置合わせ
方法も提供される。Further, according to the present invention, positioning marks are provided at a plurality of positions spaced apart from each other on the first flat plate, these are used as first positioning marks, and the first positioning marks are provided. Are each formed as a light-transmitting region surrounded by a light-impermeable region on the first flat plate made of a transparent material, or as a light-impermeable region surrounded by a light-transmitting region. Positioning marks are respectively provided at a plurality of positions on the second flat plate corresponding to the first alignment marks, and these are used as second alignment marks,
The first and second flat plates are positioned in contact with or close to each other so that the first and second alignment marks overlap each other, and the first and second alignment marks are overlapped with each other.
And reading the second alignment mark from the side of the first alignment mark, wherein the second alignment mark is read through the translucent area,
The read data is processed to detect the first and second alignment marks, determine the amount of misalignment between the two marks, and, based on the amount of misalignment, of the first and second flat plates. In the method of performing alignment between the first and second flat plates by moving at least one in the XYθ direction, each of the first and second alignment marks is a circular mark, and the first and second alignment marks are each a circular mark. A color CCD camera is used to read the alignment mark, and the magnitudes of the output signals for the first alignment mark and the second alignment mark and the output signal for the area around the second alignment mark are determined. Difference between the color CC
The calculation is performed for each output signal of each color of the D camera, the color having the largest difference is selected, and only the output signal related to the selected color is used for the first alignment mark and the second alignment mark. There is also provided a method of aligning a flat plate using a positioning mark, wherein the method performs processing of read data.
【００１７】前記第１の平板をフォトマスクとし、前記
第２の平板を、該フォトマスク上に描かれたパターンを
転写するための基板とすることができる。The first flat plate may be used as a photomask, and the second flat plate may be used as a substrate for transferring a pattern drawn on the photomask.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１および図２を参照し、露光工
程においてフォトマスク１および基板２に位置合わせマ
ークとして設けられた位置決め用マークを本発明の検出
方法により検出し、フォトマスク１および基板２を位置
合わせする状況を説明する。図１（ａ）に示すように、
透明材料からなるフォトマスク１の四隅のそれぞれに
は、位置合わせマーク３が形成されている。これらの位
置合わせマーク３は、図示実施例においては、周囲を黒
い領域（非透光性領域）で囲まれた円形の透明な領域
（透光性領域）とされている。図示しない別の態様とし
ては、透明な領域（透光性領域）内に黒く描かれた円
（非透光性領域）とすることもできる。フォトマスク１
の中央部分には、基板２に転写すべき配線のごときパタ
ーン（図示せず）が描かれている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 and 2, a positioning mark provided as an alignment mark on a photomask 1 and a substrate 2 in an exposure step is detected by a detection method of the present invention. The situation in which the substrate 2 is aligned will be described. As shown in FIG.
An alignment mark 3 is formed at each of the four corners of the photomask 1 made of a transparent material. In the illustrated embodiment, these alignment marks 3 are circular transparent areas (light-transmitting areas) surrounded by black areas (non-light-transmitting areas). As another mode (not shown), a circle (non-light-transmitting area) drawn in black in a transparent area (light-transmitting area) can be used. Photo mask 1
A pattern (not shown) such as a wiring to be transferred to the substrate 2 is drawn in a central portion of the substrate.
【００１９】図１（ｂ）に示すように、基板２にも、フ
ォトマスク１の位置合わせマーク３と対応する４つの位
置に位置合わせマーク４が形成されている。これらの位
置合わせマーク４は、例えば基板２に設けられた円形の
底付き穴とすることができる。図示実施例において、位
置合わせマーク３および４は、それぞれ円形のマークを
構成するが、位置合わせマーク４の径は位置合わせマー
ク３の径よりも小さい。As shown in FIG. 1B, alignment marks 4 are also formed on the substrate 2 at four positions corresponding to the alignment marks 3 on the photomask 1. These alignment marks 4 can be, for example, circular bottomed holes provided in the substrate 2. In the illustrated embodiment, the alignment marks 3 and 4 each constitute a circular mark, but the diameter of the alignment mark 4 is smaller than the diameter of the alignment mark 3.
【００２０】フォトマスク１と基板２との位置合わせ
は、図１（ｃ）に示すように、それぞれ対応する位置合
わせマーク３、４どうしが重なる状態となるようにして
フォトマスク１と基板２とを互いに接触または接近して
配置する。As shown in FIG. 1C, the alignment between the photomask 1 and the substrate 2 is performed so that the corresponding alignment marks 3 and 4 overlap each other. Are placed in contact with or close to each other.
【００２１】図２は、互いに近接して配置されたフォト
マスク１および基板２における位置合わせマーク３およ
び４の位置をカラーＣＣＤカメラ５で読み取っている状
態を示す。フォトマスク１上に形成された透明な円形領
域である位置合わせマーク３の周囲は、黒い被膜領域６
で囲まれている。一方、基板２に形成された円形の位置
合わせマーク４は、凹状の底付き穴である。FIG. 2 shows a state in which the positions of the alignment marks 3 and 4 on the photomask 1 and the substrate 2 arranged close to each other are read by the color CCD camera 5. The periphery of the alignment mark 3 which is a transparent circular area formed on the photomask 1 is surrounded by a black coating area 6.
Is surrounded by On the other hand, the circular alignment mark 4 formed on the substrate 2 is a concave bottomed hole.
【００２２】位置合わせマーク３および４へは、光源７
からプリズム８およびレンズ９を介して、または、リン
グ状照明器具１０から直接、光が照射される。この光は
紫外線カットフィルタまたは黄色フィルタ（図示せ
ず）を通した光としてもよい。反射光は、カメラ５内の
受光素子群１１に達する。Light source 7 is applied to alignment marks 3 and 4.
The light is emitted from the light source via the prism 8 and the lens 9 or directly from the ring-shaped lighting device 10. This light may be light passed through an ultraviolet cut filter or a yellow filter (not shown). The reflected light reaches the light receiving element group 11 in the camera 5.
【００２３】受光素子群１１内の各受光素子（画素）の
配列を図３に示す。ここでは説明を簡単にするため、三
原色のそれぞれの受光素子を一組として配置した単板式
カメラにおける配列を示す。図３中、Ｒは赤色、Ｇは緑
色、Ｂは青色の受光素子をそれぞれあらわす。これらの
受光素子から得られる三原色の出力信号のうち、位置合
わせマークの検出に最適の一色の出力信号を選択するこ
とになる。FIG. 3 shows an arrangement of each light receiving element (pixel) in the light receiving element group 11. Here, for simplicity of description, an arrangement in a single-chip camera in which light receiving elements of the three primary colors are arranged as a set is shown. In FIG. 3, R represents a red light receiving element, G represents a green light receiving element, and B represents a blue light receiving element. From the three primary color output signals obtained from these light receiving elements, an output signal of one color optimal for detecting the alignment mark is selected.
【００２４】図４および図５を参照して、最適の一色の
出力信号を選択する方法を説明する。図４（ａ）は、透
明な円形マークであるフォトマスク１の位置合わせマー
ク３と、基板２に形成された底付き穴である位置合わせ
マーク４とが重なった状態を、カラーＣＣＤカメラ５
（図２）で上方から（すなわち、フォトマスク１側か
ら）見た図である。この図から分かるように、フォトマ
スク１の下方に位置する基板２の地の色と、該基板２に
形成された底付き穴である位置合わせマーク４の色と
は、黒い被膜領域６で周囲を囲まれた透明領域であるフ
ォトマスク１の位置合わせマーク３を通して読まれる。Referring to FIGS. 4 and 5, a method for selecting an optimal one-color output signal will be described. FIG. 4A shows a state in which the alignment mark 3 of the photomask 1 which is a transparent circular mark and the alignment mark 4 which is a bottomed hole formed in the substrate 2 are overlapped with each other by a color CCD camera 5.
FIG. 3 is a view seen from above (that is, from the photomask 1 side) in FIG. 2. As can be seen from this figure, the color of the ground of the substrate 2 located below the photomask 1 and the color of the alignment mark 4, which is a hole with a bottom formed in the substrate 2, are black around the black coating region 6. Is read through the alignment mark 3 of the photomask 1 which is a transparent region surrounded by.
【００２５】図４（ａ）に示す中心線Ｓ上の出力信号を
図４（ｂ）に示す。フォトマスク１の位置合わせマーク
３（直径Ｄ）を通して読まれる基板２の地の色に関する
出力信号（電圧Ｖ）と、基板２に形成された底付き穴で
ある位置合わせマーク４（直径ｄ）の色に関する出力信
号との差すなわち利得（ゲインＧ）が大きいほど、位置
合わせマーク４の正確な検出が容易になる。The output signal on the center line S shown in FIG. 4A is shown in FIG. An output signal (voltage V) regarding the ground color of the substrate 2 read through the alignment mark 3 (diameter D) of the photomask 1 and an alignment mark 4 (diameter d) which is a bottomed hole formed in the substrate 2. The larger the difference from the output signal relating to color, that is, the greater the gain (gain G), the easier the accurate detection of the alignment mark 4 becomes.
【００２６】赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）
のそれぞれの出力信号について図４（ｂ）と同様のグラ
フにしたものが図５である。基板２の地の色や位置合わ
せマーク４の色の変化によって、どの色の出力信号を用
いた場合にゲインが最も大きくなるかが異なってくる。
そして、最もゲインの大きい出力信号の色が選択され、
該選択された色に関する出力信号のデータのみが、位置
合わせマーク４の位置を検出するためのデータ処理に用
いられる。位置合わせマーク３の位置もまた、同じ選択
された色に関する出力信号のデータを処理して検出され
る。例（１）の場合には、赤色（Ｒ）がもっともゲイン
の大きい出力信号の色として選択され、例（２）では青
色（Ｂ）が選択される。Red (R), green (G) and blue (B)
FIG. 5 is a graph similar to FIG. 4B for each output signal. Depending on the color of the ground on the substrate 2 and the color of the alignment mark 4, which color output signal is used will maximize the gain.
Then, the color of the output signal with the largest gain is selected,
Only the data of the output signal related to the selected color is used for data processing for detecting the position of the alignment mark 4. The position of the alignment mark 3 is also detected by processing the data of the output signal for the same selected color. In the case of example (1), red (R) is selected as the color of the output signal having the largest gain, and in example (2), blue (B) is selected.
【００２７】使用される出力信号の色が決まったら、該
選択された色の出力信号のみを用いて位置合わせマーク
３、４のデータ処理が行われる。それぞれの位置合わせ
マーク３、４の読み取りデータを処理して両者間の位置
ずれ量が求められ、その位置ずれ量に基づいて、フォト
マスク１または基板２がＸＹθ方向に移動され、それぞ
れの位置合わせマーク３、４を正確に位置合わせするこ
とにより、フォトマスク１と基板２との位置合わせが行
われる。マーク３、４を位置合わせする方法としては、
それぞれの円形マーク３、４の領域内の複数の受光素子
（選択された一色についての出力信号を与える受光素子
のみ）からの出力を基に、それぞれの円形マーク３、４
の幾何学的中心（図心）を計算により求め、双方の幾何
学的中心どうしが一致するよう、あるいは所定の距離に
なるよう、フォトマスク１または基板２あるいはこれら
の双方を移動させる。位置合わせが完了したら、フォト
マスク１を通して光を基板２に照射し、露光を行う。こ
れにより、フォトマスク１のパターンが基板２上に転写
される。When the color of the output signal to be used is determined, data processing of the alignment marks 3 and 4 is performed using only the output signal of the selected color. The read data of each of the alignment marks 3 and 4 is processed to determine the amount of positional deviation between the two, and based on the amount of positional deviation, the photomask 1 or the substrate 2 is moved in the XYθ directions, By accurately aligning the marks 3 and 4, the photomask 1 and the substrate 2 are aligned. As a method of aligning the marks 3 and 4,
Based on outputs from a plurality of light receiving elements (only light receiving elements that provide an output signal for a selected one color) in the area of each of the circular marks 3, 4, the respective circular marks 3, 4
Is calculated by calculation, and the photomask 1 or the substrate 2 or both of them are moved so that the two geometric centers coincide with each other or at a predetermined distance. When the alignment is completed, the substrate 2 is irradiated with light through the photomask 1 to perform exposure. Thereby, the pattern of the photomask 1 is transferred onto the substrate 2.
【００２８】それぞれの位置合わせマーク３、４の境界
線上にある受光素子が、該位置合わせマークの領域内に
含まれるか否かは、その受光素子からのアナログ出力の
大きさと、設定された二値化ライン（スライスライン）
とで決まる。例えば、その素子の二分の一以上の領域に
光が当たっていることを示すアナログ出力があれば、そ
の素子についてはＯＮとし、そうでなければＯＦＦとす
ることができる。Whether or not a light receiving element located on the boundary between each of the alignment marks 3 and 4 is included in the area of the alignment mark is determined by the magnitude of the analog output from the light receiving element and the set value. Price line (slice line)
Is determined by For example, if there is an analog output indicating that one or more regions of the element are illuminated, the element can be turned on, otherwise it can be turned off.
【００２９】図６を参照して、位置合わせマークとして
円形のマークを使用することの有利さを説明する。図６
の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、非透光性の円形マークお
よび正方形マークの四分の一をカラーＣＣＤカメラの受
光素子群１１と重ね合わせて表示した図である。受光素
子は、一つの色のみ使用されているものとする（例え
ば、図３のように配置されたもののうち、緑色（Ｇ）の
受光素子。受光素子群１１の領域全体を通して左下から
右上へと斜めに連続して配置されている）。ハッチング
を施されている受光素子は、その領域のうち二分の一以
上に光が当たっていないということでＯＦＦとされた受
光素子である。Referring to FIG. 6, the advantage of using a circular mark as the alignment mark will be described. FIG.
(A) and (b) are views showing a quarter of a non-translucent circular mark and a square mark, respectively, superimposed on the light receiving element group 11 of the color CCD camera. It is assumed that only one color is used for the light receiving element (for example, a green (G) light receiving element among those arranged as shown in FIG. 3. From the lower left to the upper right throughout the entire area of the light receiving element group 11. Diagonally continuous). The hatched light receiving element is a light receiving element that is turned off because no light is applied to one half or more of the area.
【００３０】図６の（ａ）と（ｂ）とを比べて分かるこ
とは、ＸＹ方向に並べられた受光素子の仕切線に対し
て、円形マークの輪郭線は、傾斜角度を一定比率で連続
的に変化させながら交差しているのに対し、正方形マー
クの輪郭線は、受光素子の仕切線と平行な直線の組み合
わせからなっている。したがって、それぞれのマークが
受光素子１個分の長さより短い距離だけＸＹ方向に移動
したとき、円形マークの場合には、輪郭線が横切る受光
素子のＯＮ、ＯＦＦが全体として感度良く段階的に変化
するのに対し、正方形マークの場合には、輪郭線が横切
る受光素子のＯＮ、ＯＦＦがまったく変化しなかった
り、急激に多数の受光素子のＯＮ、ＯＦＦが同時に変化
したりする。そのため、円形マークの場合には、その幾
何学的中心と、受光素子の出力に基づいて計算した中心
とがほぼ一致するのに対し、正方形マークではその精度
が低い。このように、受光素子群１１のうちの一つの色
のみに関するデータ処理により位置合わせマークの検出
を行っても、円形マークを採用することにより、実用上
支障のない精度を確保することができる。6 (a) and 6 (b) show that the contour of the circular mark is continuous at a constant inclination angle with respect to the partition line of the light receiving elements arranged in the X and Y directions. In contrast to the above, the outline of the square mark is a combination of straight lines parallel to the partition line of the light receiving element. Therefore, when each mark moves in the X and Y directions by a distance shorter than the length of one light receiving element, in the case of a circular mark, the ON / OFF of the light receiving element crossed by the outline changes stepwise with high sensitivity as a whole. On the other hand, in the case of a square mark, the ON / OFF of the light receiving elements crossed by the contour line does not change at all, or the ON / OFF of a large number of light receiving elements changes at the same time. Therefore, in the case of a circular mark, the geometric center substantially matches the center calculated based on the output of the light receiving element, whereas the accuracy of the square mark is low. As described above, even when the alignment mark is detected by the data processing for only one color of the light receiving element group 11, the accuracy which does not hinder practical use can be secured by adopting the circular mark.
【００３１】図示実施例においては、２枚の平板の位置
合わせをするための位置合わせマークとして設けられた
位置決め用マークの検出について説明してきたが、本発
明は、それ以外の用途の位置決め用マーク、例えばその
マークを検出することにより該マークが形成された位置
を正確に知ることができるように設けられた位置決め用
マークの検出に広く適用することができる。In the illustrated embodiment, the detection of the positioning marks provided as the positioning marks for positioning the two flat plates has been described. However, the present invention relates to the positioning marks for other uses. For example, the present invention can be widely applied to the detection of a positioning mark provided so that the position where the mark is formed can be accurately known by detecting the mark.
【００３２】また、図示実施例では、位置合わせマーク
４を、基板２に形成された底付き穴として示したが、基
板２から突出する低い円柱状突起とすることもできる。Further, in the illustrated embodiment, the alignment mark 4 is shown as a bottomed hole formed in the substrate 2, but it may be a low columnar projection projecting from the substrate 2.
【００３３】なお、位置決め用マークは、小さな円形マ
ークを円周上に複数配置することによって構成された円
形マークとしてもよい。The positioning mark may be a circular mark formed by arranging a plurality of small circular marks on the circumference.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、位置決め用マークの読
み取りにカラーＣＣＤカメラを用いているので、明暗差
がはっきりしなくても、色の差で位置決め用マークを正
確に読み取ることができる。According to the present invention, since a color CCD camera is used for reading the positioning mark, the positioning mark can be accurately read based on the color difference even if the contrast is not clear.
【００３５】また、位置合わせマークを円形マークとし
たことにより、一つの色の出力信号のみを利用したデー
タ処理にもかかわらず、実用上支障のない誤差で正確に
位置決め用マークを検出することができる。Further, since the positioning mark is a circular mark, it is possible to accurately detect the positioning mark with an error that does not hinder practical use despite data processing using only one color output signal. it can.
【００３６】さらに、データ処理に利用される出力信号
に関する色は、出力信号のゲインが最大となる色として
選択されたものなので、位置決め用マークの検出には大
きな信頼性が得られる。また、位置決め用マークや該位
置決め用マークが形成された部材の色がロットごとに変
わっても、それに応じて最適の色が選択されるので、検
出の正確さは左右されない。したがって、位置決め用マ
ークが位置合わせマークとして利用される場合には、そ
の後の位置合わせのための信号処理においても、高い精
度を得ることができる。Further, since the color relating to the output signal used for data processing is selected as the color having the maximum output signal gain, great reliability can be obtained in detecting the positioning mark. Further, even if the colors of the positioning marks and the members on which the positioning marks are formed change from lot to lot, the optimum color is selected in accordance with the change, so that the detection accuracy is not affected. Therefore, when the positioning mark is used as a positioning mark, high accuracy can be obtained also in the subsequent signal processing for positioning.
【００３７】このようにして本願発明の位置決め用マー
クの検出方法および位置合わせ方法によれば、カラーＣ
ＣＤカメラの一色の出力信号を用いて位置決め用マーク
をデータ処理して正確に検出し、しかも精度の高い位置
合わせを行うことができる。As described above, according to the positioning mark detecting method and the positioning method of the present invention, the color C
Using the output signal of one color of the CD camera, the positioning mark is subjected to data processing to be accurately detected, and furthermore, highly accurate positioning can be performed.
【図１】（ａ）はフォトマスク、（ｂ）は基板、（ｃ）
は基板とフォトマスクとを重ね合わせた状態を示す平面
図。1A is a photomask, FIG. 1B is a substrate, and FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a state where a substrate and a photomask are overlaid.
【図２】ＣＣＤカメラを用いてフォトマスクおよび基板
の位置合わせマークを読み取る状態を示す概略側面図で
あり、一部断面をとってある。FIG. 2 is a schematic side view showing a state in which a positioning mark of a photomask and a substrate is read using a CCD camera, and a partial cross section is taken.
【図３】受光素子群における各色の受光素子の配列の状
態を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of light receiving elements of each color in a light receiving element group.
【図４】（ａ）はフォトマスクおよび基板の位置合わせ
マークを重ね合わせた状態を上から見た図。（ｂ）は
（ａ）における中心線Ｓ上の出力信号を示すグラフ。FIG. 4A is a top view of a state in which alignment marks of a photomask and a substrate are superimposed. (B) is a graph showing an output signal on a center line S in (a).
【図５】それぞれの色の出力信号によってゲインに差が
でることを示すグラフ。例（１）では赤色の出力信号、
例（２）では青色の出力信号のゲインが最も大きい。FIG. 5 is a graph showing that gains are different depending on output signals of respective colors. In example (1), a red output signal,
In example (2), the blue output signal has the largest gain.
【図６】（ａ）は円形の位置合わせマークの輪郭線が横
切る受光素子群上の受光素子のＯＮ・ＯＦＦ状況を示す
平面図。（ｂ）は正方形の位置合わせマークを用いたと
きの同様の図。いずれも位置合わせマークは四分の一の
みを示し、ハッチングを施した受光素子は、読み取りに
使用することを選択された受光素子であって、非透光性
の位置合わせマークに二分の一以上の領域を覆われてＯ
ＦＦ状態となっていることを示す。FIG. 6A is a plan view showing ON / OFF states of light receiving elements on a light receiving element group crossed by a contour line of a circular alignment mark. (B) is a similar view when a square alignment mark is used. In each case, the alignment mark indicates only one-quarter, and the hatched light-receiving element is a light-receiving element selected to be used for reading. O covered area
Indicates that it is in the FF state.
１ フォトマスク、２ 基板、３ フォトマスクの位置
合わせ用マーク、４ 基板の位置合わせマーク、５ Ｃ
ＣＤカメラ、６ 黒い被膜領域、７ 光源、８プリズ
ム、９ レンズ、１０ リング状照明器具、１１ 受光
素子群。1 photomask, 2 substrate, 3 photomask alignment mark, 4 substrate alignment mark, 5C
CD camera, 6 black coating area, 7 light sources, 8 prisms, 9 lenses, 10 ring-shaped lighting fixtures, 11 light receiving element groups.
Claims (6)
出する方法において、 前記位置決め用マークを円形マークとし、 該円形マークの読み取りにカラーＣＣＤカメラを使用
し、 前記位置決め用マークに関する出力信号と該位置決め用
マークの周囲の領域に関する出力信号との大きさの差
を、前記カラーＣＣＤカメラの各色の出力信号ごとに算
出し、この差が最大となる色を選択し、該選択された色
に関する出力信号のみを用いて前記位置決め用マークの
読み取りデータの処理を行うことを特徴とする、 位置決め用マークの検出方法。1. A method for detecting a positioning mark formed on a flat plate, wherein the positioning mark is a circular mark, a color CCD camera is used to read the circular mark, and an output signal relating to the positioning mark and The difference between the magnitude of the output signal and the magnitude of the output signal for the area around the positioning mark is calculated for each output signal of each color of the color CCD camera, and the color with the largest difference is selected. A method for detecting a positioning mark, characterized in that processing of reading data of the positioning mark is performed using only an output signal.
クを円周上に複数配置することによって構成された円形
マークである、請求項１に記載の位置決め用マークの検
出方法。2. The method according to claim 1, wherein said positioning mark is a circular mark formed by arranging a plurality of small circular marks on a circumference.
よび青色の各出力信号を得るための少なくとも３色の受
光素子を一組として配置した単板式である、請求項１ま
たは２のいずれかに記載の位置決め用マークの検出方
法。3. The color CCD camera according to claim 1, wherein the color CCD camera is a single-plate type in which light receiving elements of at least three colors for obtaining respective output signals of red, green and blue are arranged as a set. Method for detecting the described positioning mark.
明が、紫外線カットフィルタまたは黄色フィルタを通し
た光である、請求項１ないし３のいずれかに記載の位置
決め用マークの検出方法。4. The method for detecting a positioning mark according to claim 1, wherein the illumination for reading the positioning mark is light passed through an ultraviolet cut filter or a yellow filter.
位置にそれぞれ位置決め用マークを設けてこれらを第１
の位置合わせマークとし、該第１の位置合わせマークの
それぞれは、透明材料でできた前記第１の平板上の非透
光性領域に囲まれた透光性領域として、または透光性領
域に囲まれた非透光性領域として形成されており、 第２の平板上の、前記第１の位置合わせマークに対応す
る複数の位置にそれぞれ位置決め用マークを設けてこれ
らを第２の位置合わせマークとし、 前記第１および第２の平板を、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、 互いに重なった前記第１および第２の位置合わせマーク
を前記第１の位置合わせマークの側からそれぞれ読み取
り、このとき前記第２の位置合わせマークは前記透光性
領域を通して読み取り、 読み取ったデータを処理して前記第１および第２の位置
合わせマークを検出し、双方の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の平板のう
ちの少なくとも一方を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それぞれを円
形マークとし、 該第１および第２の位置合わせマークの読み取りにカラ
ーＣＣＤカメラを使用し、 前記第１の位置合わせマークおよび第２の位置合わせマ
ークに関する出力信号と該第２の位置合わせマークの周
囲の領域に関する出力信号との大きさの差を、前記カラ
ーＣＣＤカメラの各色の出力信号ごとに算出し、この差
が最大となる色を選択し、該選択された色に関する出力
信号のみを用いて前記第１の位置合わせマークおよび第
２の位置合わせマークの読み取りデータの処理を行うこ
とを特徴とする、 位置決め用マークを用いた平板の位置合わせ方法。5. A positioning mark is provided at each of a plurality of positions spaced apart from each other on a first flat plate, and these marks are placed on a first plate.
And each of the first alignment marks is formed as a light-transmitting area surrounded by a non-light-transmitting area on the first flat plate made of a transparent material, or as a light-transmitting area. Positioning marks are formed at a plurality of positions on the second flat plate corresponding to the first positioning marks, and are formed as second non-transmissive areas. And positioning the first and second flat plates in contact with or close to each other such that the first and second alignment marks overlap each other, and the first and second alignment positions overlapping each other. A mark is read from the side of the first alignment mark. At this time, the second alignment mark is read through the translucent area, and the read data is processed to process the first and second marks. And the second alignment mark are detected, and the amount of misalignment between the two marks is obtained. At least one of the first and second flat plates is moved in the XYθ direction based on the amount of misalignment, and First
And a method of performing alignment between the second flat plates, wherein each of the first and second alignment marks is a circular mark, and a color CCD camera is used to read the first and second alignment marks. The difference between the magnitude of the output signal for the first alignment mark and the output signal for the second alignment mark and the magnitude of the output signal for the area around the second alignment mark is determined by the output signal of each color of the color CCD camera. Each time, selecting a color with the largest difference, and processing the read data of the first alignment mark and the second alignment mark using only the output signal related to the selected color. A method for positioning a flat plate using a positioning mark.
記第２の平板が、該フォトマスク上に描かれたパターン
を転写するための基板である、請求項５に記載の位置合
わせ方法。6. The alignment method according to claim 5, wherein the first flat plate is a photomask, and the second flat plate is a substrate for transferring a pattern drawn on the photomask. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268677A JP2000097674A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Method for detecting and aligning positioning mark |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268677A JP2000097674A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Method for detecting and aligning positioning mark |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097674A true JP2000097674A (en) | 2000-04-07 |
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ID=17461867
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|---|---|---|---|
| JP10268677A Pending JP2000097674A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Method for detecting and aligning positioning mark |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097674A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345872A (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Pentax Corp | Aligner having aligning function |
| JP2015025106A (en) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Base material, metallic foil or metal plate and laminate sheet, printed wiring board, electronic equipment and manufacturing method of printed wiring board |
| CN114415484A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-29 | 上海大溥实业有限公司 | Anisotropic multi-point synchronous dislocation alignment method for improving alignment precision by photoetching |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP10268677A patent/JP2000097674A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345872A (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Pentax Corp | Aligner having aligning function |
| JP2015025106A (en) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Base material, metallic foil or metal plate and laminate sheet, printed wiring board, electronic equipment and manufacturing method of printed wiring board |
| CN114415484A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-29 | 上海大溥实业有限公司 | Anisotropic multi-point synchronous dislocation alignment method for improving alignment precision by photoetching |
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