JP2002288678A - 円形マークの中心位置測定方法及び基板露光装置における位置合わせ方法 - Google Patents
円形マークの中心位置測定方法及び基板露光装置における位置合わせ方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 速やかに真の円中心位置に近い円弧中心位置
を推定することのできる円中心位置測定方法を提供す
る。 【解決手段】ステップＳ５−１で、ＣＣＤカメラで認識
された二次元入力データから、明部と暗部との境目のデ
ータを微分二値化処理して多数のエッジ点Ａ，Ｂ，Ｃ，
…Ｋ、Ｎ，Ｎ＋１、Ｎ＋２…の座標データを取り込む。
ステップＳ５−２において、隣合う組となったエッジ点
の夫々を中心にして、ワークマーク６の半径Ｒを用い
て、円の交点を次々と求める。ステップＳ５−３でそれ
らの交点をＸ座標、Ｙ座標で並べ替え、最も密集してい
る仮中心点群ＣＰを求め、仮中心点群ＣＰの算出基礎と
なったエッジ点Ａ〜Ｋのみを残し、ステップＳ５−４に
て、エッジ点Ａ〜Ｎの座標値を使用して、周知の最小二
乗法に基づき、円弧近似を行い、円中心位置Ｐを推定す
る。
を推定することのできる円中心位置測定方法を提供す
る。 【解決手段】ステップＳ５−１で、ＣＣＤカメラで認識
された二次元入力データから、明部と暗部との境目のデ
ータを微分二値化処理して多数のエッジ点Ａ，Ｂ，Ｃ，
…Ｋ、Ｎ，Ｎ＋１、Ｎ＋２…の座標データを取り込む。
ステップＳ５−２において、隣合う組となったエッジ点
の夫々を中心にして、ワークマーク６の半径Ｒを用い
て、円の交点を次々と求める。ステップＳ５−３でそれ
らの交点をＸ座標、Ｙ座標で並べ替え、最も密集してい
る仮中心点群ＣＰを求め、仮中心点群ＣＰの算出基礎と
なったエッジ点Ａ〜Ｋのみを残し、ステップＳ５−４に
て、エッジ点Ａ〜Ｎの座標値を使用して、周知の最小二
乗法に基づき、円弧近似を行い、円中心位置Ｐを推定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円形マークの中
心位置測定方法及び、基板露光装置における位置合わせ
方法に関する。
心位置測定方法及び、基板露光装置における位置合わせ
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次元の画像データからエッジ点を検出
する工程と、エッジ点の集合について最小二乗法によっ
て円弧近似を行い円中心の位置を推定する工程と、推定
された円の円周から離れた点を除いたエッジ点集合につ
いて再度円弧近似を行い円中心の位置を推定する工程と
を備えた円中心位置の測定方法が公知である（特開平７
−２２５８４３号）。この方法では、円形形状のワー
ク、マーク（被検出体の内容は問わない）の縁部にごみ
や欠損があるような場合に、撮像手段で撮像した二次元
データでごみ、欠損を含んだエッジデータを求め、その
エッジデータをそのまま使用して２回の円弧近似をする
ことにより、円中心位置を推定するようにしている。
する工程と、エッジ点の集合について最小二乗法によっ
て円弧近似を行い円中心の位置を推定する工程と、推定
された円の円周から離れた点を除いたエッジ点集合につ
いて再度円弧近似を行い円中心の位置を推定する工程と
を備えた円中心位置の測定方法が公知である（特開平７
−２２５８４３号）。この方法では、円形形状のワー
ク、マーク（被検出体の内容は問わない）の縁部にごみ
や欠損があるような場合に、撮像手段で撮像した二次元
データでごみ、欠損を含んだエッジデータを求め、その
エッジデータをそのまま使用して２回の円弧近似をする
ことにより、円中心位置を推定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、所定の回路
パターンが形成された露光マスク（フィルム）と基板材
とを密着させて、マスクを通して、回路パターンを基板
材等の被露光処理面に露光する基板露光装置が知られて
いる。こうした露光装置では、プリント回路基板となる
べき基板材と、露光マスクとが正確に位置合わせされな
ければならない。そのため、露光マスク１と基板材５と
を重ねた状態で図４に示すようにワークマーク（基板
孔）６側から検出光を投光して、マスク１に設けてある
位置決め用の非透過性の円形マーク（マスクマーク３）
と、基板材５に穿設されている基板孔（ワークマーク
６）とを、マスクマーク３側に配置した撮像装置（ＣＣ
Ｄカメラ７）で撮像し、その検出結果に基づき、マーク
３，６の中心が一致するように、露光マスク１と基板材
５とを相対的に移動させて（アライメントさせて）い
る。
パターンが形成された露光マスク（フィルム）と基板材
とを密着させて、マスクを通して、回路パターンを基板
材等の被露光処理面に露光する基板露光装置が知られて
いる。こうした露光装置では、プリント回路基板となる
べき基板材と、露光マスクとが正確に位置合わせされな
ければならない。そのため、露光マスク１と基板材５と
を重ねた状態で図４に示すようにワークマーク（基板
孔）６側から検出光を投光して、マスク１に設けてある
位置決め用の非透過性の円形マーク（マスクマーク３）
と、基板材５に穿設されている基板孔（ワークマーク
６）とを、マスクマーク３側に配置した撮像装置（ＣＣ
Ｄカメラ７）で撮像し、その検出結果に基づき、マーク
３，６の中心が一致するように、露光マスク１と基板材
５とを相対的に移動させて（アライメントさせて）い
る。
【０００４】しかし、両マークを検出するとき、ワーク
マーク６の縁にマスクマーク３が掛かるような場合（図
３）においては、両マーク３，６を夫々完全に分離して
認識できない。この図３の場合では、ワークマーク６の
円形形状は、その内側に入り込んでいるマスクマーク３
の円形部分で一部が大きく切りかかれた形状（図５）と
認識され、ＣＣＤカメラに取り込まれる形状データに
は、マスクマーク３の一部の形状情報も取り込まれる。
また、マスクマーク３が、マスク１に形成した、例えば
矩形の透明領域２０に設けてあるような場合もあり（図
９）、基板材５とマスク１とを重ねた状態において、位
置合わせがいまだ不十分な場合には、図１０に示すよう
に、透明領域２０の一部にワークマーク６が入り込んだ
状況も発生する。このような場合には、ＣＣＤカメラで
認識される形状は、ワークマーク６の円弧の一部と、透
明領域２０の区画線２０ａ，２０ｂの内側形状となり、
中心位置を推定したいワークマーク６と全く関係のない
透明領域２０のエッジデータも取り込まれる。
マーク６の縁にマスクマーク３が掛かるような場合（図
３）においては、両マーク３，６を夫々完全に分離して
認識できない。この図３の場合では、ワークマーク６の
円形形状は、その内側に入り込んでいるマスクマーク３
の円形部分で一部が大きく切りかかれた形状（図５）と
認識され、ＣＣＤカメラに取り込まれる形状データに
は、マスクマーク３の一部の形状情報も取り込まれる。
また、マスクマーク３が、マスク１に形成した、例えば
矩形の透明領域２０に設けてあるような場合もあり（図
９）、基板材５とマスク１とを重ねた状態において、位
置合わせがいまだ不十分な場合には、図１０に示すよう
に、透明領域２０の一部にワークマーク６が入り込んだ
状況も発生する。このような場合には、ＣＣＤカメラで
認識される形状は、ワークマーク６の円弧の一部と、透
明領域２０の区画線２０ａ，２０ｂの内側形状となり、
中心位置を推定したいワークマーク６と全く関係のない
透明領域２０のエッジデータも取り込まれる。
【０００５】こうした検出状態において、上記従来技術
のように、検出されたすべてのエッジ点の位置データを
利用してそのまま円弧近似を行うと、円形マークから大
きく外れたエッジデータを多数含んでいることから、真
の円中心位置から大きく離れた中心位置が推定される。
そして、この大きく外れた中心位置を中心とした近似円
弧から離れたエッジ点を除去して２回目の円弧近似が行
われても、依然として真の円中心からずれた円中心位置
が推定されてしまい、円中心位置が精度良く求められな
い。そのため、基板露光装置において、先に検知してあ
るマスクマーク中心位置とのずれを求めて、両マークを
位置合わせ（アライメント）する際に、短時間で精度よ
く位置合わせされず、何度もアライメント処理を繰り返
さなければならない。この発明は、近似円弧を算出する
に先立って、近似円弧を算出するのに適当でないエッジ
点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧近似する
ことにより、速やかに真の円中心位置に近い円弧中心位
置を推定することのできる円中心位置測定方法を提供す
ることを目的とする。また、本願発明は、基板露光装置
の露光マスクと基板材との位置合わせ操作において、前
記円中心位置測定方法を用いて速やかにかつ、精度よく
位置合わせする方法を提供することを目的とする。
のように、検出されたすべてのエッジ点の位置データを
利用してそのまま円弧近似を行うと、円形マークから大
きく外れたエッジデータを多数含んでいることから、真
の円中心位置から大きく離れた中心位置が推定される。
そして、この大きく外れた中心位置を中心とした近似円
弧から離れたエッジ点を除去して２回目の円弧近似が行
われても、依然として真の円中心からずれた円中心位置
が推定されてしまい、円中心位置が精度良く求められな
い。そのため、基板露光装置において、先に検知してあ
るマスクマーク中心位置とのずれを求めて、両マークを
位置合わせ（アライメント）する際に、短時間で精度よ
く位置合わせされず、何度もアライメント処理を繰り返
さなければならない。この発明は、近似円弧を算出する
に先立って、近似円弧を算出するのに適当でないエッジ
点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧近似する
ことにより、速やかに真の円中心位置に近い円弧中心位
置を推定することのできる円中心位置測定方法を提供す
ることを目的とする。また、本願発明は、基板露光装置
の露光マスクと基板材との位置合わせ操作において、前
記円中心位置測定方法を用いて速やかにかつ、精度よく
位置合わせする方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題解決のため、本
願円形マークの中心位置測定方法では、マーク形状を予
め所定サイズの円形状に設定し、撮像手段でマークを撮
像してエッジ点を多数検出し、各エッジ点の位置データ
と前記予め設定したマーク形状のサイズデータを用いて
仮中心点を多数算出し、それらの仮中心点の算出基礎と
なったエッジ点の内、前記円形マークの中心近傍に位置
すると推定される仮中心点の算出基礎となったエッジ点
を複数抽出し、抽出された前記複数のエッジ点の位置デ
ータを用いて円弧近似を行って、円形マークの中心位置
を推定することを特徴とする。更に具体的には、算出さ
れた多数の仮中心点の位置データを互いに比較し、所定
の領域に密集している仮中心点の群の算出基礎となった
エッジ点を抽出するようにした。また、円弧近似は、最
小二乗法を用いて行われる。これによれば、近似円弧を
算出するに先立って、近似円弧を算出するのに適当でな
いエッジ点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧
近似することにより、速やかに真の円中心位置に近い円
弧中心位置を推定できる。また、円弧のごく一部を含ん
だエッジ点集合からでも、円形マークの中心位置を推定
できる。
願円形マークの中心位置測定方法では、マーク形状を予
め所定サイズの円形状に設定し、撮像手段でマークを撮
像してエッジ点を多数検出し、各エッジ点の位置データ
と前記予め設定したマーク形状のサイズデータを用いて
仮中心点を多数算出し、それらの仮中心点の算出基礎と
なったエッジ点の内、前記円形マークの中心近傍に位置
すると推定される仮中心点の算出基礎となったエッジ点
を複数抽出し、抽出された前記複数のエッジ点の位置デ
ータを用いて円弧近似を行って、円形マークの中心位置
を推定することを特徴とする。更に具体的には、算出さ
れた多数の仮中心点の位置データを互いに比較し、所定
の領域に密集している仮中心点の群の算出基礎となった
エッジ点を抽出するようにした。また、円弧近似は、最
小二乗法を用いて行われる。これによれば、近似円弧を
算出するに先立って、近似円弧を算出するのに適当でな
いエッジ点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧
近似することにより、速やかに真の円中心位置に近い円
弧中心位置を推定できる。また、円弧のごく一部を含ん
だエッジ点集合からでも、円形マークの中心位置を推定
できる。
【０００７】また、本願方法を用いた基板露光装置の位
置合わせ方法は、露光マスクに設けたマスクマークと基
板材に設けたワークマークとを位置合わせして、露光マ
スクを通して基板材に露光する基板露光装置において、
露光マスクに設けた円形のマスクマークを撮像手段によ
り撮像してマスクマークの中心位置を検出、記憶し、そ
の露光マスクと基板材とを重ねた状態で、基板材に設け
た円形の貫通孔から成るワークマークの中心位置を、請
求項１〜３のいずれかの方法で測定して記憶し、両マー
クの中心位置データから、露光マスクのアライメント位
置を演算し、露光マスクの位置を変更して、両マークを
位置合わせすることを特徴とする。この位置合わせ方法
では、前記円形マークの中心位置検出方法で精度よく円
中心位置を推定し、その円中心と、予め検知記憶してお
いたマスクマークの中心位置とからアライメント位置を
算出して移動させるので、短時間で両マークを位置合わ
せできる。
置合わせ方法は、露光マスクに設けたマスクマークと基
板材に設けたワークマークとを位置合わせして、露光マ
スクを通して基板材に露光する基板露光装置において、
露光マスクに設けた円形のマスクマークを撮像手段によ
り撮像してマスクマークの中心位置を検出、記憶し、そ
の露光マスクと基板材とを重ねた状態で、基板材に設け
た円形の貫通孔から成るワークマークの中心位置を、請
求項１〜３のいずれかの方法で測定して記憶し、両マー
クの中心位置データから、露光マスクのアライメント位
置を演算し、露光マスクの位置を変更して、両マークを
位置合わせすることを特徴とする。この位置合わせ方法
では、前記円形マークの中心位置検出方法で精度よく円
中心位置を推定し、その円中心と、予め検知記憶してお
いたマスクマークの中心位置とからアライメント位置を
算出して移動させるので、短時間で両マークを位置合わ
せできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１において、（ａ）に示す透明
な露光マスク（マスクフィルム）１には回路パターン２
が形成されている。露光マスク１の４隅には、不透明な
マスクマーク３が設けてある。マスクマーク３は、所定
半径ｒ（例えば０．５ｍｍ）の円形マークである。次に
（ｂ）には、基板材５を示している。基板材５の４隅に
は、前記露光マスク１と正しく重ねたときに前記マスク
マーク３が内側に位置するように、貫通孔からなる円形
マークとしてのワークマーク６が設けてある。この貫通
孔の半径Ｒは、例えば１．２５ｍｍである。（ｃ）は、
ワークマーク６とマスクマーク３との円中心を位置合わ
せした状態を示している。
な露光マスク（マスクフィルム）１には回路パターン２
が形成されている。露光マスク１の４隅には、不透明な
マスクマーク３が設けてある。マスクマーク３は、所定
半径ｒ（例えば０．５ｍｍ）の円形マークである。次に
（ｂ）には、基板材５を示している。基板材５の４隅に
は、前記露光マスク１と正しく重ねたときに前記マスク
マーク３が内側に位置するように、貫通孔からなる円形
マークとしてのワークマーク６が設けてある。この貫通
孔の半径Ｒは、例えば１．２５ｍｍである。（ｃ）は、
ワークマーク６とマスクマーク３との円中心を位置合わ
せした状態を示している。
【０００９】図２に、本願基板露光装置の位置合わせ方
法のフローチャートを示す。前記露光マスク１、基板材
５の各円形マーク３，６のマークサイズ（半径ｒ、Ｒ）
が画像登録手段（ステップＳ１）で図示しない制御装置
のメモリ部分に記録される。次いで、露光マスク１のみ
がアライメント装置に取り付けられ、その状態で、マス
クマーク３の読み取りが行われ、中心位置が演算、推定
されて記録される（ステップＳ２）。マスクマーク３の
読み取りは、後述する、本願の中心位置測定方法によ
る。次いで、基板材５が露光装置に供給され（ステップ
Ｓ３）、基板材５と前記露光マスク１とが対面され、密
着状態に重ね合わせられる（ステップＳ４）。この状態
で、ステップＳ５に進み、ワークマーク（基板孔）６の
位置を検出する。ステップＳ５では、図４に示すよう
に、基板材５の背面側から検出光を投射し、基板材５の
ワークマーク６を通して、マスク１前方に届く光を、マ
スク１前方に配置したＣＣＤカメラ（撮像手段）７で検
出し、そこから得られた二次元画像データに基づいて、
ワークマーク６の中心位置を検出する。
法のフローチャートを示す。前記露光マスク１、基板材
５の各円形マーク３，６のマークサイズ（半径ｒ、Ｒ）
が画像登録手段（ステップＳ１）で図示しない制御装置
のメモリ部分に記録される。次いで、露光マスク１のみ
がアライメント装置に取り付けられ、その状態で、マス
クマーク３の読み取りが行われ、中心位置が演算、推定
されて記録される（ステップＳ２）。マスクマーク３の
読み取りは、後述する、本願の中心位置測定方法によ
る。次いで、基板材５が露光装置に供給され（ステップ
Ｓ３）、基板材５と前記露光マスク１とが対面され、密
着状態に重ね合わせられる（ステップＳ４）。この状態
で、ステップＳ５に進み、ワークマーク（基板孔）６の
位置を検出する。ステップＳ５では、図４に示すよう
に、基板材５の背面側から検出光を投射し、基板材５の
ワークマーク６を通して、マスク１前方に届く光を、マ
スク１前方に配置したＣＣＤカメラ（撮像手段）７で検
出し、そこから得られた二次元画像データに基づいて、
ワークマーク６の中心位置を検出する。
【００１０】ステップＳ４の時点では、マスク１と基板
材５とは正確に位置合わせされていない。以下、例え
ば、図３のように、ワークマーク６の内側にマスクマー
ク３の一部が大きく入り込んでいるとして説明する。図
８は、ステップＳ５の詳細なフローチャートを示し、本
願の円形マークの中心位置測定方法を示すものである。
ステップＳ５の詳細フローチャートのステップＳ５−１
においては、ＣＣＤカメラ７で認識された、図５に示す
ワークマーク６を示す円弧の一部とマスクマーク３を示
す円弧の一部とから成る二次元入力データから、図６に
示すように、明部と暗部との境目のデータを微分二値化
処理して多数のエッジ点Ａ，Ｂ，Ｃ，…Ｋ、Ｎ，Ｎ＋
１、Ｎ＋２…の座標データを取り込む。
材５とは正確に位置合わせされていない。以下、例え
ば、図３のように、ワークマーク６の内側にマスクマー
ク３の一部が大きく入り込んでいるとして説明する。図
８は、ステップＳ５の詳細なフローチャートを示し、本
願の円形マークの中心位置測定方法を示すものである。
ステップＳ５の詳細フローチャートのステップＳ５−１
においては、ＣＣＤカメラ７で認識された、図５に示す
ワークマーク６を示す円弧の一部とマスクマーク３を示
す円弧の一部とから成る二次元入力データから、図６に
示すように、明部と暗部との境目のデータを微分二値化
処理して多数のエッジ点Ａ，Ｂ，Ｃ，…Ｋ、Ｎ，Ｎ＋
１、Ｎ＋２…の座標データを取り込む。
【００１１】続いてステップＳ５−２において、求めた
多数のエッジ点の、隣合っているエッジ点の各組におい
て（例えば、点Ａと点Ｂ、点Ｂと点Ｃ…というよう
に）、各エッジ点を夫々を中心として、中心位置を求め
たい円形マークのサイズデータ（具体的には、円弧半
径：ここではワークマーク６の半径Ｒ）を用いて、円の
交点を次々と求める。そうすると、ワークマーク６のエ
ッジ点Ａ〜Ｋで求めた交点（仮中心点）は、推定したい
中心位置近傍に交点ａ，ｂ，…と密集する一方、エッジ
点Ａ〜Ｋの遥か半径方向外方に交点ａ’、ｂ’…とばら
つく。また、マスクマーク３のエッジ点Ｎ〜Ｎ＋３によ
る交点（仮中心点）は、推定したい中心点近傍から離れ
た位置に、交点ｎ，ｎ’，ｎ＋１，ｎ＋１’、ｎ＋２，
ｎ＋２’，ｎ＋３，ｎ＋３’とばらつく結果となる。こ
こで、エッジ点Ａ，Ｂを夫々中心とした円の交点は
（ａ，ａ’）、エッジ点Ｂ，Ｃを中心とした円の交点は
（ｂ，ｂ’）と表記し、また、エッジ点Ｋ、Ｎによる交
点は（ｎ，ｎ’），エッジ点Ｎ、Ｎ＋１による交点は
（ｎ＋１，ｎ＋１’），エッジ点Ｎ＋１、Ｎ＋２による
交点は（ｎ＋２，ｎ＋２’），エッジ点Ｎ＋２、Ｎ＋３
による交点は（ｎ＋３，ｎ＋３’）と表記している。
多数のエッジ点の、隣合っているエッジ点の各組におい
て（例えば、点Ａと点Ｂ、点Ｂと点Ｃ…というよう
に）、各エッジ点を夫々を中心として、中心位置を求め
たい円形マークのサイズデータ（具体的には、円弧半
径：ここではワークマーク６の半径Ｒ）を用いて、円の
交点を次々と求める。そうすると、ワークマーク６のエ
ッジ点Ａ〜Ｋで求めた交点（仮中心点）は、推定したい
中心位置近傍に交点ａ，ｂ，…と密集する一方、エッジ
点Ａ〜Ｋの遥か半径方向外方に交点ａ’、ｂ’…とばら
つく。また、マスクマーク３のエッジ点Ｎ〜Ｎ＋３によ
る交点（仮中心点）は、推定したい中心点近傍から離れ
た位置に、交点ｎ，ｎ’，ｎ＋１，ｎ＋１’、ｎ＋２，
ｎ＋２’，ｎ＋３，ｎ＋３’とばらつく結果となる。こ
こで、エッジ点Ａ，Ｂを夫々中心とした円の交点は
（ａ，ａ’）、エッジ点Ｂ，Ｃを中心とした円の交点は
（ｂ，ｂ’）と表記し、また、エッジ点Ｋ、Ｎによる交
点は（ｎ，ｎ’），エッジ点Ｎ、Ｎ＋１による交点は
（ｎ＋１，ｎ＋１’），エッジ点Ｎ＋１、Ｎ＋２による
交点は（ｎ＋２，ｎ＋２’），エッジ点Ｎ＋２、Ｎ＋３
による交点は（ｎ＋３，ｎ＋３’）と表記している。
【００１２】こうして、多数の交点（仮中心点）が求め
られたら、ステップＳ５−３でそれらの交点をＸ座標で
並べ替え、並べ替えた最も小さな座標を示している仮中
心点（図６では交点ｎ＋２）から始めてＸ座標の大きな
ものに向かって、予め設定してある所定のＸ軸方向の一
定幅ＸＬ毎にその幅内に入っている仮中心点の数を順に
チェックし、最も密集している仮中心点群を求める。次
に、その仮中心点群をＹ座標方向に並べ替え、並べ替え
た最も小さな座標を示している仮中心点から始めて、予
め設定してある所定のＹ軸方向の一定幅ＹＬ毎にその幅
内に入っている仮中心点の数をチェックし、最も密集し
ている仮中心点群を求める。こうして、真の中心点に近
い仮中心点群ＣＰが特定されるので、それらの仮中心点
群ＣＰの算出基礎となったエッジ点Ａ〜Ｋのみを残し、
他のエッジ点Ｎ〜Ｎ＋３を削除する。これにより、エッ
ジ点は、ワークマーク６に対応するもののみが残る。そ
の後、ステップＳ５−４にて、ステップＳ５−３で残っ
たエッジ点Ａ〜Ｎの座標値を使用して、周知の最小二乗
法に基づき、円弧近似を行い、円中心位置Ｐを推定す
る。このようにして、円弧近似するのに不適当なエッジ
点を予めエッジ点集合から取り除くことで、ワークマー
ク６の円中心位置Ｐを精度よく求めることができる。
られたら、ステップＳ５−３でそれらの交点をＸ座標で
並べ替え、並べ替えた最も小さな座標を示している仮中
心点（図６では交点ｎ＋２）から始めてＸ座標の大きな
ものに向かって、予め設定してある所定のＸ軸方向の一
定幅ＸＬ毎にその幅内に入っている仮中心点の数を順に
チェックし、最も密集している仮中心点群を求める。次
に、その仮中心点群をＹ座標方向に並べ替え、並べ替え
た最も小さな座標を示している仮中心点から始めて、予
め設定してある所定のＹ軸方向の一定幅ＹＬ毎にその幅
内に入っている仮中心点の数をチェックし、最も密集し
ている仮中心点群を求める。こうして、真の中心点に近
い仮中心点群ＣＰが特定されるので、それらの仮中心点
群ＣＰの算出基礎となったエッジ点Ａ〜Ｋのみを残し、
他のエッジ点Ｎ〜Ｎ＋３を削除する。これにより、エッ
ジ点は、ワークマーク６に対応するもののみが残る。そ
の後、ステップＳ５−４にて、ステップＳ５−３で残っ
たエッジ点Ａ〜Ｎの座標値を使用して、周知の最小二乗
法に基づき、円弧近似を行い、円中心位置Ｐを推定す
る。このようにして、円弧近似するのに不適当なエッジ
点を予めエッジ点集合から取り除くことで、ワークマー
ク６の円中心位置Ｐを精度よく求めることができる。
【００１３】こうして、ワークマーク６の縁部分にマス
クマーク３の一部がかかっているような場合でも、ワー
クマーク６のみの中心位置Ｐが精度よく求められると、
次に、ステップＳ６において、ステップＳ２で記憶した
マスクマーク３の中心位置Ｐ１との位置比較を行い、マ
スクマーク３をどの位置まで移動させるかを演算する
（アライメント位置演算）。そして、密着していたマス
ク１と基板材５とを離し、アライメント装置を駆動して
前記ステップＳ６の演算結果に基づいてマスク１を移動
させて（ステップＳ７）、再び密着させ、再度、マスク
マーク３とワークマーク６とを検知する。このステップ
Ｓ８でも、前記ステップＳ５で利用した円中心位置測定
方法が適用される。すなわち、ＣＣＤカメラ７の形状認
識データから多数のエッジ点を求めた後、各エッジ点に
おいて、ワークマーク６の半径Ｒ、マスクマーク３の半
径ｒを夫々適用して円の交点を求め、そこから、夫々の
マーク３，６の中心点に近い仮中心点群を前記と同様の
方法でピックアップし、そのピックアップされた仮中心
点群の算出基礎となったエッジ点のみを用いて、各マー
ク３，６ごとに円弧近似する。そして、それらのマーク
３，６の中心位置を比較して、所定の誤差範囲にあるか
どうか判別し、所定の誤差範囲を外れているときは、再
度ステップＳ６からやり直す。なお、やり直す場合、ア
ライメント位置演算の基礎となる各マーク３，６の中心
位置は、直前のステップＳ８で演算したものを使用す
る。
クマーク３の一部がかかっているような場合でも、ワー
クマーク６のみの中心位置Ｐが精度よく求められると、
次に、ステップＳ６において、ステップＳ２で記憶した
マスクマーク３の中心位置Ｐ１との位置比較を行い、マ
スクマーク３をどの位置まで移動させるかを演算する
（アライメント位置演算）。そして、密着していたマス
ク１と基板材５とを離し、アライメント装置を駆動して
前記ステップＳ６の演算結果に基づいてマスク１を移動
させて（ステップＳ７）、再び密着させ、再度、マスク
マーク３とワークマーク６とを検知する。このステップ
Ｓ８でも、前記ステップＳ５で利用した円中心位置測定
方法が適用される。すなわち、ＣＣＤカメラ７の形状認
識データから多数のエッジ点を求めた後、各エッジ点に
おいて、ワークマーク６の半径Ｒ、マスクマーク３の半
径ｒを夫々適用して円の交点を求め、そこから、夫々の
マーク３，６の中心点に近い仮中心点群を前記と同様の
方法でピックアップし、そのピックアップされた仮中心
点群の算出基礎となったエッジ点のみを用いて、各マー
ク３，６ごとに円弧近似する。そして、それらのマーク
３，６の中心位置を比較して、所定の誤差範囲にあるか
どうか判別し、所定の誤差範囲を外れているときは、再
度ステップＳ６からやり直す。なお、やり直す場合、ア
ライメント位置演算の基礎となる各マーク３，６の中心
位置は、直前のステップＳ８で演算したものを使用す
る。
【００１４】そして、ステップＳ９で所定の誤差範囲に
入ると（図１（ｃ））、露光マスク１側から露光が行わ
れ、露光マスク１の回路パターン２が、基板材５の被露
光面に焼き付けられ、基板材５は排出される（ステップ
Ｓ１０，１１）。なお、前記ステップＳ２でも前記ステ
ップＳ５と同じアルゴリズムの演算が行われる。この場
合、対象とする円半径はマスクマーク３であるから、使
用する円形マークのサイズデータは半径ｒである。
入ると（図１（ｃ））、露光マスク１側から露光が行わ
れ、露光マスク１の回路パターン２が、基板材５の被露
光面に焼き付けられ、基板材５は排出される（ステップ
Ｓ１０，１１）。なお、前記ステップＳ２でも前記ステ
ップＳ５と同じアルゴリズムの演算が行われる。この場
合、対象とする円半径はマスクマーク３であるから、使
用する円形マークのサイズデータは半径ｒである。
【００１５】次に、マスクマーク３が、所定サイズの透
明矩形領域２０に不透明部分として所定の半径の円形マ
ークで設けてある場合について説明する。図９は、先の
フローチャートにおけるステップＳ４の状態（図３に相
当する）を示し、基板材５の前側にマスク１が重なって
いる状態であり、ワークマーク６の一部が透明矩形領域
２０に入り込んでいる状態である。ワークマーク６の背
面側から検出光を当てると、マスクの前側のＣＣＤカメ
ラ７には、透明矩形領域２０の右、および下の区画線２
０ａ，２０ｂと、ワークマーク６の円の一部とで区切ら
れた部分が明部Ｍとして認識される。以下、前述のステ
ップＳ５−１からＳ５−４を実行すると、透明矩形領域
２０の右、および下の区画線２０ａ，２０ｂに対応する
エッジ点Ｔ１〜Ｔ６は除去され、円弧部分のエッジ点Ａ
〜Ｇのみが残され、その残されたエッジ点Ａ〜Ｇを用い
て円弧近似を行い、その中心位置Ｐが推定される。
明矩形領域２０に不透明部分として所定の半径の円形マ
ークで設けてある場合について説明する。図９は、先の
フローチャートにおけるステップＳ４の状態（図３に相
当する）を示し、基板材５の前側にマスク１が重なって
いる状態であり、ワークマーク６の一部が透明矩形領域
２０に入り込んでいる状態である。ワークマーク６の背
面側から検出光を当てると、マスクの前側のＣＣＤカメ
ラ７には、透明矩形領域２０の右、および下の区画線２
０ａ，２０ｂと、ワークマーク６の円の一部とで区切ら
れた部分が明部Ｍとして認識される。以下、前述のステ
ップＳ５−１からＳ５−４を実行すると、透明矩形領域
２０の右、および下の区画線２０ａ，２０ｂに対応する
エッジ点Ｔ１〜Ｔ６は除去され、円弧部分のエッジ点Ａ
〜Ｇのみが残され、その残されたエッジ点Ａ〜Ｇを用い
て円弧近似を行い、その中心位置Ｐが推定される。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本願発明では、近似円弧を
算出するに先立って、近似円弧を算出するのに適当でな
いエッジ点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧
近似することにより、速やかに真の円中心位置に近い円
形マークの中心位置を推定できる。また、円弧のごく一
部を含んだエッジ点集合からでも、円形マーク中心を推
定できる。また、本願の基板露光装置の位置合わせ方法
では、上記円形マークの中心位置推定方法を適用して、
基板材の円形マークの中心位置を精度よく求めて、露光
マスクのマスクマークと位置合わせしているので、短時
間で両マークを位置合わせできる。
算出するに先立って、近似円弧を算出するのに適当でな
いエッジ点を予め除去し、残ったエッジ点データで円弧
近似することにより、速やかに真の円中心位置に近い円
形マークの中心位置を推定できる。また、円弧のごく一
部を含んだエッジ点集合からでも、円形マーク中心を推
定できる。また、本願の基板露光装置の位置合わせ方法
では、上記円形マークの中心位置推定方法を適用して、
基板材の円形マークの中心位置を精度よく求めて、露光
マスクのマスクマークと位置合わせしているので、短時
間で両マークを位置合わせできる。
【図１】（ａ）は露光マスク１，（ｂ）は基板材５、
（ｃ）は両者を重ねて整合した状態を示す正面図であ
る。
（ｃ）は両者を重ねて整合した状態を示す正面図であ
る。
【図２】基板露光装置の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】マスクマークとワークマークとの、整合前の位
置関係を示す正面図である。
置関係を示す正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３の状態での、ＣＣＤカメラによる認識形状
である。
である。
【図６】隣り合うエッジ点の組において、各エッジ点を
中心にワークマークの半径Ｒ円の交点を求めた図であ
る。
中心にワークマークの半径Ｒ円の交点を求めた図であ
る。
【図７】ワークマークの近似円とその中心位置、および
マスクマーク中心位置との関係を示す図である。
マスクマーク中心位置との関係を示す図である。
【図８】図２のステップＳ５の詳細を示すフローチャー
トであり、円形マークの中心位置測定方法を示す図であ
る。
トであり、円形マークの中心位置測定方法を示す図であ
る。
【図９】ワークマークとマスクマークの他の例である。
【図１０】図９の場合における、エッジ点の抽出を説明
する図である。
する図である。
１ 露光マスク ３ マスクマーク ５ 基板材 ６ ワークマーク ７ ＣＣＤカメラ（撮像手段） Ａ，Ｂ，Ｃ、…Ｋ，Ｎ，Ｎ＋１，Ｎ＋２ エッジ点 ａ・ａ’，ｂ・ｂ’，ｎ・ｎ’，ｎ＋１・ｎ＋１’…
仮中心点（交点） Ｐ ワークマーク（円形マーク）の中心位置 Ｐ１ マスクマーク（円形マーク）の中心位置
仮中心点（交点） Ｐ ワークマーク（円形マーク）の中心位置 Ｐ１ マスクマーク（円形マーク）の中心位置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｚ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３０５ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３０５Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 マーク形状を予め所定サイズの円形状に
設定し、撮像手段でマークを撮像してエッジ点を多数検
出し、各エッジ点の位置データと前記予め設定したマー
ク形状のサイズデータを用いて仮中心点を多数算出し、
それらの仮中心点の算出基礎となったエッジ点の内、前
記円形マークの中心近傍に位置すると推定される仮中心
点の算出基礎となったエッジ点を複数抽出し、抽出され
た前記複数のエッジ点の位置データを用いて円弧近似を
行って、円形マークの中心位置を推定することを特徴と
する円形マークの中心位置測定方法。 - 【請求項２】 算出された多数の仮中心点の位置データ
を互いに比較し、所定の領域に密集している仮中心点の
群の算出基礎となったエッジ点を抽出することを特徴と
する請求項１記載の円形マークの中心位置測定方法。 - 【請求項３】 円弧近似は、最小二乗法を用いて行われ
ることを特徴とする請求項１または２記載の円形マーク
の中心位置測定方法。 - 【請求項４】 露光マスクに設けたマスクマークと基板
材に設けたワークマークとを位置合わせして、露光マス
クを通して基板材に露光する基板露光装置において、露
光マスクに設けた円形のマスクマークを撮像手段により
撮像してマスクマークの中心位置を検出、記憶し、その
露光マスクと基板材とを重ねた状態で、基板材に設けた
円形の貫通孔から成るワークマークの中心位置を、請求
項１〜３のいずれかの方法で測定して記憶し、両マーク
の中心位置データから、露光マスクのアライメント位置
を演算し、露光マスクの位置を変更して、両マークを位
置合わせする基板露光装置における位置合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086693A JP2002288678A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 円形マークの中心位置測定方法及び基板露光装置における位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086693A JP2002288678A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 円形マークの中心位置測定方法及び基板露光装置における位置合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002288678A true JP2002288678A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18942031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001086693A Pending JP2002288678A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 円形マークの中心位置測定方法及び基板露光装置における位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002288678A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010067248A (ja) * | 2008-08-09 | 2010-03-25 | Keyence Corp | 画像処理におけるパターンモデルの位置決め方法、画像処理装置、画像処理プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
| JP2011007621A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toppan Printing Co Ltd | ２層円形位置ずれ測定装置 |
| CN102063016A (zh) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | 优志旺电机株式会社 | 对准标记的检测方法 |
| CN102915535A (zh) * | 2012-08-23 | 2013-02-06 | 深圳大学 | 摄像机投影变换中圆形标志点的圆心偏差修正方法及*** |
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| CN104266588A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 北京四维远见信息技术有限公司 | 一种基于车载激光扫描数据自动提取直立筒状地物的算法 |
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| CN104764400A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-07-08 | 清华大学 | 直线加速器等中心点与球体半径的检测方法 |
| WO2018047650A1 (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | ウシオ電機株式会社 | 基板角位置特定方法 |
| CN107804708A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-03-16 | 华南理工大学 | 一种贴装机取料旋转轴的旋转中心定位方法 |
| CN111433558A (zh) * | 2017-12-29 | 2020-07-17 | 深圳市柔宇科技有限公司 | 激光对位***及激光对位方法 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001086693A patent/JP2002288678A/ja active Pending
Cited By (20)
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