JP2600027B2 - 画像位置合わせ方法およびその装置 - Google Patents
画像位置合わせ方法およびその装置Info
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Description
びその装置に係り、特に画像認識技術により、少なくと
も2個の被処理物上の各マークの位置合せを行う方法お
よび装置に関するものである。
せて、または対向して配設された被処理物、例えば、露
光マスクやスクリーンマスク(以下、マスクと総称)と
半導体基板やプリント基板(以下、基板と総称)の位置
合せを行うために、画像認識手段が用いられている。具
体的には、マスクと基板の双方に認識用マークを設け、
上側に配置される認識用マークを開孔で形成し、この開
孔を通して下側に配置される認識マークを読み取れるよ
うに両認識マークを画像認識手段で読取り、読取った各
マークを利用してマスクと基板の位置合せを行う。この
ような従来技術を示すものとしては、実開昭62−69
243号公報や特開昭61−229386号公報などが
ある。
位置合せでは、マスクあるいは基板に設けた認識用マー
クを読取って画像処理を行い、その結果得られる重心位
置を位置合せに利用する。マスク上の認識用マークと基
板上の認識用マークの各々の全容が撮像され読取られる
場合には、両認識用マークの重心位置は正確に求めるこ
とができる。
の認識用マークの影になって、一方の認識用マークの全
容が読取れない場合、画像処理によって得られる重心位
置は、本来の重心位置からずれてしまう。
ークの全容が読取れるまでは位置合せを行うことが不可
能で、作業が遅れる問題があった。また、作業時間を早
めるため、全容を読取れない認識マークの重心位置をそ
のまま使うと正確な位置合せを行うことができず、その
結果、かえって、露光精度や印刷精度が低下してしまう
問題があった。
の全容が読取れない場合でも、短時間にしかも正確に位
置合せを行うことができる画像位置合せ方法およびその
装置を提供することにある。
ろは、全容を読取れない認識用マークに関して、その画
像の重心位置を求め、この重心位置と他の認識用マーク
の重心位置を通る直線を求め、この直線と全容を読取れ
ない認識用マークの画像の輪郭の交点を得て、この交点
と該全容を読取れない認識用マークの真の重心位置との
間の既知の距離を用いて該全容を読取れない認識用マー
クの真の重心位置を求めることにある。
全容が読取れない認識用マークの中心位置は、その認識
用マークの重心位置と他の認識用マークの重心位置を結
ぶ直線上に位置する。そこで、この直線を得て、直線と
全容を読取れない認識用マークの交点を求めれば、全容
を読取れない認識用マークの半径は既知であるので、そ
の認識用マークの中心位置(真の重心位置)を1回の操
作で正確に求めることができる。
を詳細に説明する。
に対して固定される露光用マスク、11はマスク10と
対向して、ないし重ね合わせて設けられる基板、10a
および11aは対応して形成された露光用マスク10お
よび基板11の認識用マーク、12は基板11を載置
し、X,Y,θ,Zの各方向に移動してマスク10と基
板11を位置合せする移動テーブル、13a〜13dは
マスク10と基板11の各々の4隅に設けられた認識用
マーク10a,11aを撮像するCCDカメラ、14は
各カメラ13a〜13dの映像信号を入力し、CCDカ
メラの各画素の明るさの度合いを電圧レベルに変換し、
アナログ波形の形で映像信号として出力するカメラコン
トローラ、15はマスク10、基板11の各認識用マー
ク10a、11aの撮像画像を2値化処理し、マークの
輪郭を求め、次に重心位置を算出する画像処理装置、1
6はCCDカメラ13a〜13dの撮像画像および2値
画像を表示するモニターTV、17は画像処理装置15
からの重心位置データを基に移動テーブル12の移動量
算出や移動テーブル12の運転制御を行うパソコン、1
8はパソコン17に付属する操作卓で、手動で移動テー
ブル12を動かすことも可能とするものである。19は
パソコン17からのデジタル信号の指示に基づいてアナ
ログ信号を発生し、移動テーブル12を動かす制御盤で
ある。
i,yi)によって指定され、重心や距離の演算はこれ
ら各画素のx座標値、y座標値に基づいて行なわれる。
ク10、基板11の各認識用マーク10a,11aを撮
像する状況を拡大して示している。この状況は他のCC
Dカメラ13b〜13dについても同様である。
10aはガラス基板上にクロームを蒸着して設けたもの
で、中央に円形開孔を有する円形をした(ドーナツ形
の)ものである。マーク10aの開孔が認識用マークと
なる。また、他の例としては、CCDカメラ13aの視
野内を全てクローム領域で占有させ、中央に円形の開孔
を有するもの等がある。以下の説明では円形マーク10
aを例にとって説明する。一方、基板11のマーク11
aは基板11に設けた開孔である。マーク10aの開孔
直径は、マーク11aの直径より大きくされている。
ブル12上方からマスク10に光を当て、認識用マーク
10aからの反射光21をCCDカメラ13aで捕捉し
て画像化するほかに、移動テーブル12内より下方から
の基板11の下面に向けて光を当て。マーク11aの透
過光22もマスク10におけるマーク10aの開孔を介
してCCDカメラ13aで捕捉して画像化する。CCD
カメラ13aで捕捉される反射光21、透過光22は明
度差が付けられており、画像処理装置15での2値化処
理でノイズを除去しつつ、両マーク10a,11aの輪
郭は明確化される。なお、両マーク検出の形態はこの例
に限らない。
像処理装置15を使い画像処理した状況で、マーク10
aの画像たる大円の中にマーク11aの画像たる小円が
入った形となってマークの全容が読取られている場合
は、パソコン17で各マーク10a,11aの重心位置
は簡単に算出できる。それらの重心位置はマーク10
a,11aの中心位置に一致しているので、固定されて
いるマスク10のマーク重心位置に基板11のマーク重
心位置を合せるべく移動テーブル12を制御盤19で駆
動させることにより、マスク10と基板11の位置合せ
が行われる。
マーク10aの大円開孔輪郭30と基板11のマーク1
1aの小円開孔輪郭31が重なり、マーク10aのクロ
ム膜に隠れて基板11のマーク全容を読取れない状況を
示している。
31の方が小円であるため、観察されるマーク11a
は、2つの異なる曲率半径で定義される形状となる。こ
の形を以下、三日月形と呼ぶ。三日月形の重心位置は、
当然ながら円形マーク11aの重心位置、すなわち中心
位置と一致しない。
で三日月形の輪郭31の重心位置からマーク11aの中
心位置を以下のようにして求める。
ク10aの輪郭30の重心位置で、これはマスクマーク
10aの中心位置に等しい。また、34は、基板11の
円形マーク11aの真の重心位置、すなわち中心位置
で、これから求めようとしている位置である。35は、
三日月形に映るマーク11aの輪郭31を画像処理して
得られる重心位置である。以下基板マーク11aの中心
位置を求めるいくつかの方法について説明する。
ら最も近い輪郭31上の点37を求める。各CCDカメ
ラ13a〜13dは、マスクマーク10a、基板マーク
11aを、画素の集まりとして撮像している。それで、
この点37を求めるために輪郭31上の各画素と重心位
置35間の画素数を計測し、最も距離の近い輪郭31上
の画素をもって点37とする。この点37は、両マーク
10a、11aがともに円であることから、両重心位置
33,35を結ぶ直線36上に位置することになる。換
言すれば、輪郭31と直線36の交点と言える。
あるから、上記のようにして求めた交点37を用いて、
直線36上に基板マーク11aの半径rを計測すると、
その位置が基板マーク11aの中心位置34となる。
心位置33と基板マーク11aの重心位置35を結ぶ。
この直線は基板マーク11aの中心位置34を通るもの
であり、前述の直線36に一致する。この直線36と輪
郭31との交点を求めると、点37が求まり、半径rず
らすことにより中心位置34が求まる。
ーク10aの輪郭30と基板マーク11aの輪郭31の
交点PQを求める。線分PQは円形輪郭30の弦であ
り、円形輪郭31の弦でもある。線分PQの垂直2等分
線を引くと、円形輪郭30の中心位置33を通り、円形
輪郭31の中心位置34も通る直線となり、前述の直線
36に一致する。以下前述の方法と同様に交点37を求
め、中心位置34を求める。
34が求まったので、直線36を基準として、マスクマ
ーク10aの重心位置、即ち中心位置33と基板マーク
の中心位置34との差を求めて、基板マークの中心位置
34をマスクマーク10aの中心位置33に一致するよ
うに移動テーブル12を制御盤19を介して駆動させ
る。
dは、各マーク10a、11aを画素の集まりである画
像として測定しているので、中心位置33、34、およ
び重心位置35に対応する画素を得て、それらの位置や
その位置の間に入る画素数を割り出すことで、中心位置
33,34の偏差を簡単に求めることができる。
ラ13a〜13dに映る画像をそのまま用いて、両マー
ク10a,11aのずれ量を求め、1回の操作により両
マーク10a,11aの位置合せを確実に行うことがで
きる。このため、作業効率は大幅に向上する。
aの中心に近い側の輪郭31を利用している。この輪郭
31は、各CCDカメラ13a〜13dに明度差で明確
に表されるので、各画素を特定し易く、精度が高く、中
心位置34を求める時の誤差が小さい。
中心として、基板マーク11aの中心位置34を求める
他の実施例によるパソコン17の処理について説明す
る。
各々の重心位置33,35が画像処理で求められている
ものとして、次に、マスクマーク10aの輪郭30に沿
った基板マーク11aの輪郭32が両マーク10a,1
1aの重心位置33,35を結ぶ直線36と交わる点3
8も前記実施例と同様にして求める。たとえば基板マー
ク11aの重心位置35から最も近い画素として求め
る。
にあり、かつ輪郭31上にある画素を交点37として求
める。両交点37,38の位置に基づき、間に入る画素
数を測定し、両交点間の距離Wを求める。一方、基板マ
ーク11aの重心位置35と交点38間との位置に基づ
き、重心位置35と交点38の間の距離Lも求める。
35間の距離Lの差Dを求める。更に、基板マーク11
aの既知の半径rから上記差分Dを引くと、重心位置3
5と中心位置34の距離Gが得られる。重心位置35に
距離G分を加味すると中心位置34が得られることにな
る。なお、交点37を得た後、直ちにDを求めてもよ
い。
10aの中心位置33との位置合せを行う。
が少ないので、交点38を早く求めることが可能であ
り、より短時間での位置合せを実現できる。
7の処理について説明する。図4において、マスクマー
ク10aの輪郭30に沿わない側の基板マーク31の輪
郭31上の任意の3点A〜Cを決め、各点A〜Cを結ぶ
三角形41を得る。輪郭線31は三角形41の外接円で
ある。そこで、三角形41の任意の二辺、または三辺の
垂直二等分線の交点34を得る。この交点34は、外接
円、即ち輪郭線31の中心であり、基板マーク11aの
中心位置を示すことになる。
3は先の実施例で前述したように画像処理によって求め
られるから、外接円の中心位置34をマスクマーク10
aの重心位置33に位置合せすれば、マスク10と基板
11を容易に整合できる。
1,32上の各画素について、重心位置35との間の距
離を演算して交点37,38を求める必要はないので、
一層早く、しかも、正確に基板マーク11aの中心位置
34を求めることができる。
て説明する。図5に示すように、基板マーク11aが正
方形であるとする。
像の輪郭51の少なくとも2個の頂点が、マスクマーク
10aの輪郭30内に入るようにする。各々が2辺の交
点として定まる頂点が2個が定まれば正方形の位置が定
まる。
51aを考える。この外接円51aは、基板マーク11
aの少なくとも2個の頂点および頂点に関連する情報に
基づいて求めることができる。この外接円51aを図
3、図4の輪郭線31と見立てれば、後は、図3、図4
と同様な処理により、外接円31aの中心位置34を求
めることができる。2頂点の位置から直接中心位置を算
出することもできる。この中心位置34は、基板マーク
11aの方形輪郭51の中心でもある。求めた中心位置
34をマスクマーク10aの中心位置33に移動させれ
ば、マスク10と基板11の位置合せを容易に行うこと
ができる。
ーク11aが点対称あるいは線対称をしたものであれば
外接円を擬示させることによりそれらのマークの中心位
置を容易に求めることができる。
認識用マークの全容を読取らなくても、正確に位置合せ
を行うことができ、短時間に作業を完了させることがで
きる。
略図である。
を拡大して示す図である。
発明の実施例による画像位置合せ方法を説明する図であ
る。
説明する図である。
方法を説明する図である。
ク), 11…基板,11a…認識用マーク(基板マ
ーク), 12…移動テーブル,13a〜13d…C
CDカメラ, 14…カメラコントローラ,15…画
像処理装置, 16…モニターTV, 17…パソ
コン,18…操作卓, 19…制御盤,30〜32,
51…輪郭線,33,35…重心位置, 34…中心
位置, 37,38…交点,41…内接三角形,
51a…擬示外接円
Claims (8)
- 【請求項1】重ね合わせて配設された被処理物の各々に
設けられた認識用マークをカメラで読取り、画像処理を
行って得た重心位置を用いて両被処理物の位置合せ処理
を行う画像位置合せ方法において、認識用マークの一方
の全容が読み取れない時、全容を読取れない認識用マー
クについて、画像処理でその重心位置を求め、次にこの
重心位置と他の認識用マークの重心位置を結ぶ直線と全
容を読取れない認識用マークの画像の輪郭の交点を得
て、この交点と全容を読取れない認識用マークの真の重
心位置との間の既知の距離を用いて全容を読取れない認
識用マークの真の重心位置を求め、この重心位置を用い
て両被処理物の位置合せを行うことを特徴とする画像位
置合せ方法。 - 【請求項2】請求項1の画像位置合せ方法において、前
記認識用マークの画像の輪郭は、該認識用マークの画像
の重心位置と他の認識用マークの画像の重心位置の間に
存在するものであり、前記交点は、全容を読取れない認
識用マークの重心位置から最も近い該認識用マークの画
像の前記輪郭上の点であることを特徴とする画像位置合
せ方法。 - 【請求項3】請求項1の画像位置合せ方法において、前
記認識用マークの画像の輪郭は、他の認識用マークの画
像の輪郭に沿うものであり、前記交点は、全容を読取れ
ない認識用マークの重心位置から最も近い該認識用マー
クの画像の前記輪郭上の点であることを特徴とする画像
位置合せ方法。 - 【請求項4】請求項3の画像位置合せ方法において、更
に、前記全容を読取れない認識用マークの画像の重心位
置と他の認識用マークの画像の重心位置間の前記全容を
読取れない認識用マークの画像の輪郭と、前記両認識用
マークの画像の重心位置を結ぶ直線との交点を求め、両
交点間の距離、両交点と前記全容を読取れない認識用マ
ークの画像の重心位置の間の各距離を得て、前記全容を
読取れない認識用マークの真の重心位置を求めることを
特徴とする画像位置合せ方法。 - 【請求項5】重ね合わせて配設された被処理物の各々に
設けられた認識用マークをカメラで読取り、画像処理を
行って得た重心位置を用いて両被処理物の位置合せ処理
を行う画像位置合せ方法において、認識用マークの一方
の全容が読み取れない時、全容を読取れない認識用マー
クについて、両重心位置の間の前記全容を読取れない認
識用マークの画像の輪郭線上の任意の3点を結んででき
る三角形の少なくとも2辺の垂直二等分線の交点を求
め、この交点を前記全容を読取れない認識用マークの真
の重心位置として前記両被処理物の位置合せを行うこと
を特徴とする画像位置合せ方法。 - 【請求項6】請求項1及至請求項5のいずれかの画像位
置合せ方法において、両被処理物上の認識用マークは円
形であることを特徴とする画像位置合せ方法。 - 【請求項7】重ね合わせて配設された被処理物の各々に
設けられた認識用マークをカメラで読取って画像処理を
行い、それによって得た重心位置を用いて両被処理物の
位置合せ処理を行う画像位置合せ方法において、画像処
理により、全容が読取れない点対称あるいは線対称の形
の認識用マークの輪郭上の少なくとも2個の頂点および
頂点に関連する情報に基づいて外接円の中心位置を求
め、この中心位置を前記全容が読取れない認識用マーク
の真の重心位置として、両被処理物の位置合せを行うこ
とを特徴とする画像位置合せ方法。 - 【請求項8】相対的に移動可能に重ね合わせて配設され
た被処理物上の各々の認識用マークを読取るカメラと、
カメラで読取った各認識用マークの画像処理を行い、画
像の重心位置を求める画像処理装置と、前記重心位置を
用いて被処理物の一方を他方に移動させる位置合せ装置
を備えた画像位置合せ装置において、前記位置合せ装置
は、全容を読取れない認識用マークについて、その重心
位置と他の認識用マークの画像の重心位置を結ぶ直線と
前記全容を読取れない認識用マークの画像の輸郭の交点
を得て、この交点と前記全容を読取れない認識用マーク
の真の重心位置との間の既知の距離を用いて該全容を読
取れない認識用マークの真の重心位置を求める演算を行
なう位置合せ装置であることを特徴とする画像位置合せ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3111738A JP2600027B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 画像位置合わせ方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3111738A JP2600027B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 画像位置合わせ方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04340555A JPH04340555A (ja) | 1992-11-26 |
JP2600027B2 true JP2600027B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=14568935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3111738A Expired - Fee Related JP2600027B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 画像位置合わせ方法およびその装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2600027B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP7412872B2 (ja) * | 2017-10-31 | 2024-01-15 | 株式会社アドテックエンジニアリング | 両面露光装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6269243U (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-30 | ||
EP0313681A1 (en) * | 1987-10-30 | 1989-05-03 | Ibm Deutschland Gmbh | Phase-sensitive interferometric mask-wafer alignment |
JPH01184473A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 | Kyoei Sangyo Kk | プリント配線板検査機の位置合せ装置 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3111738A patent/JP2600027B2/ja not_active Expired - Fee Related
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