JP2934698B2 - アライメントマークの自動サーチ方式 - Google Patents

アライメントマークの自動サーチ方式

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JP2934698B2
JP2934698B2 JP25287593A JP25287593A JP2934698B2 JP 2934698 B2 JP2934698 B2 JP 2934698B2 JP 25287593 A JP25287593 A JP 25287593A JP 25287593 A JP25287593 A JP 25287593A JP 2934698 B2 JP2934698 B2 JP 2934698B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、検査工程,組み立て工
程などで用いられる各種のアライメント装置に適用され
るアライメントマークの自動サーチ方式に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、カメラ視野内にアライメントマー
クが存在しないときは、自動アライメントを中止し、オ
ペレータによる手動アライメントに切り換えて対応する
ようにしていた。
【0003】あるいは、人の介在による時間的・物理的
ロスをできるだけ削減する目的で、機械系の精度の向上
や、CCDカメラの解像度のアップなど光学系の精度の
向上を図ることで対応するという考え方もある。
【0004】大掛かりなシステムでは、光学系にズーム
機能をもたせて視野の拡大を図る試みもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】オペレータによる手動
アライメントの場合には、ロスタイムが大きくなること
が避けられない。一方、機械系,光学系の精度向上を行
う場合には、自ずと相当なコストアップを招くことにな
る。ズーム機能をもたせる場合も同様である。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、手動アライメントを必要とせず、ま
た、必要以上の機械精度や光学系解像度の向上を図らな
くても、従来と同程度のハード構成においてアライメン
トマークを自動サーチできるようにし、タイムロスやコ
ストの増大を避けることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1のアラ
イメントマークの自動サーチ方式は、2点以上のアライ
メントにおいて第1の視野内にアライメントマークが見
えておりかつ第2の視野内にはアライメントマークが見
えていないとき、x方向,y方向の移動により第1の視
野のアライメントマークをその視野の中心に移動させ、
次いで、第1の視野からアライメントマークがはみ出さ
ない所定の角度だけ回転中心まわりに回転させ、回転移
動後のアライメントマークを第1の視野の中心に戻すよ
うにx方向,y方向で移動させ、以上のような回転と移
動の繰り返しにより、一方のアライメントマークを第1
の視野内に存在させた状態を保ちつつ見えない方のアラ
イメントマークを自動的に第2の視野内に入れるように
したことを特徴とする。
【0008】本発明に係る第2のアライメントマークの
自動サーチ方式は、2点以上のアライメントにおいてい
ずれの視野内にもアライメントマークが見えていないと
き、最初に視野に入ったエリアである原位置の視野を中
心にして、次の視野として原位置の視野およびすでに設
定した視野に対してアライメントマークの大きさ以上の
範囲でオーバーラップさせる視野を設定してアライメン
トマークが入ったか否かを判断し、このような視野設定
を原位置の視野のまわりでx方向およびy方向に順次進
めて1階層目のサーチを行い、1階層目で見つからなか
ったときは、1階層目のまわりで上記と同様にして矩形
で環状のサーチを行い、以下同様にして順次外側に矩形
環状のサーチを進めていくことにより見えなかったアラ
イメントマークを自動的に視野内に入れるようにするこ
とを特徴とする。
【0009】
【作用】第1のサーチ方式の場合は一方のアライメント
マークが第1の視野内に存在しているのであるが、ま
ず、そのアライメントマークを第1の視野の中心に位置
させるようにx方向,y方向で移動させ、次いで、その
状態で回転系の回転中心まわりに全体を回転させる。第
1の視野の中心と回転系の回転中心とは位置が異なるの
で、回転に伴って見えているアライメントマークも回転
していくことになる。そこで、回転の角度は第1の視野
からそのアライメントマークがはみ出さない範囲の所定
の角度だけとする。そして、再びアライメントマークを
第1の視野の中心に位置させるようx方向,y方向で移
動させる。このような回転と移動の繰り返しにより、見
えているアライメントマークを基準として見えない方の
アライメントマークを自動的に第2の視野内に入れるこ
とができる。
【0010】第2のサーチ方式の場合はアライメントマ
ークがいずれの視野にも存在しないのであるが、原位置
の視野を中心にしてその周囲に視野を設定する。このと
き、アライメントマークが直近にあれば見逃さないよう
にするため、原位置の視野に対してアライメントマーク
の大きさ以上の範囲でオーバーラップさせて視野を設定
する。1階層目では、上側x方向で複数箇所の設定を行
ってアライメントマークがなければ、右側y方向で複数
箇所の設定を行い、さらに、アライメントマークがなけ
れば、下側x方向で複数箇所の設定を行ってアライメン
トマークがなければ、左側y方向で複数箇所の設定を行
う。1階層目でアライメントマークが見つからなけれ
ば、1階層目の外側において2階層目のサーチを行い、
それでもなければ3階層目に移る。以上のような矩形で
環状のサーチを何階層かにわたって進めることにより、
見えなかったアライメントマークを自動的に視野内に入
れることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係るアライメントマークの自
動サーチ方式の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
【0012】2点以上のアライメントにおいて視野内に
アライメントマークが存在しない状態には、いずれか1
点のみが見えている場合とすべて見えていない場合の2
通りがある。
【0013】(a)いずれか1つのアライメントマーク
のみが見えている場合 まず、いずれか1つのアライメントマークのみが見えて
いる場合の他のアライメントマークの自動サーチ方式に
ついて、図1〜図5を用いて説明する。
【0014】図1に示すように、第1の視野11にはア
ライメントマークm1 が見えており、第2の視野12に
はアライメントマークm2 が見えていないとする。
【0015】 見えているアライメントマークm1
x方向,y方向のみの移動により、第1の視野11の中
心(x1 ,y1 )に位置合わせする。これはxテーブ
ル,yテーブルの微調整移動によって行う。
【0016】 回転系であるθテーブルの微調整回転
により、見えているアライメントマークm1 を第1の視
野11内でΔθだけ回転させる。この場合、θテーブル
の回転軸を回転中心(0,0)として回転させることに
なる。見えているアライメントマークm1 の回転後の位
置(x2 ,y2 )は、図2に示すように、 x2 =rcos (θ+Δθ) y2 =rsin (θ+Δθ) となり、中心(x1 ,y1 )からずれることになる。
【0017】 回転移動後の(x2 ,y2 )における
アライメントマークm1 を、x方向,y方向のみの移動
により元の中心(x1 ,y1 )に戻すには、x方向,y
方向の移動量をそれぞれ、 −(x2 −x1 )=−(rcos (θ+Δθ)−rcos
θ) −(y2 −y1 )=−(rsin (θ+Δθ)−rsin
θ) とすればよい。これは演算によって求めることができ
る。このとき、見えていない方のアライメントマークm
2 の位置は、移動後の位置を(x2 ′,y2 ′)とする
と、 x2 ′=r′cos (θ′−Δθ)−(rcos θ−rcos
(θ+Δθ)) y2 ′=r′sin (θ′−Δθ)−(rsin θ−rsin
(θ+Δθ)) となる。
【0018】ここで、回転角度Δθについて考えてみ
る。図3に示すように、第1の視野11と第2の視野1
2との中心間の距離をdとすると、第1の視野11の中
心から見て第2の視野12のエリアは、角度θ0 に相当
する。すなわち、 tan (θ0 /2)=(y0 /2)/d したがって、 θ0 =2×tan -1(y0 /2d) 図4に示すように、アライメントマークm2 を見落とさ
ないためには、回転は角度θ0 以下で行わなければなら
ない。このため、±θ0 /2単位で振って回転させる。
すなわち、 Δθ=θ0 /2=tan -1(y0 /2d) である。
【0019】補正するx方向,y方向の移動量は、それ
ぞれ、 δx=rcos (θ+Δθ)−rcos θ δy=rsin (θ+Δθ)−rsin θ であり、一方で、θは、図5より、 θ=tan -1(y1 /|x1 |) であるから、 δx=rcos (tan -1(y1 /|x1 |)+Δθ)−r
cos (tan -1(y1 /|x1 |)) δy=rsin (tan -1(y1 /|x1 |)+Δθ)−r
sin (tan -1(y1 /|x1 |)) となる。これは演算によって求めることができる。
【0020】以上のような、Δθの回転とδx,δyの
移動との繰り返しにより、一方のアライメントマークm
1 を第1の視野11内に存在させた状態を保ちつつ、見
えない方のアライメントマークm2 を自動的に第2の視
野12内に入れることができるようになる。
【0021】(b)アライメントマークがすべて見えて
いない場合 最初に視野に入ったエリア(以下、原位置の視野と呼
ぶ)を中心に、その周辺を、アライメントマークを見落
とさないようにアライメントマークの大きさ以上オーバ
ーラップしてサーチする。
【0022】アライメントマークのx方向,y方向の大
きさをそれぞれΔx,Δyとすると、原位置の視野とサ
ーチするエリアのオーバーラップする範囲のx方向,y
方向それぞれの大きさは、 x方向:1.5×Δx y方向:1.5×Δy である。原位置の視野の中心を(0,0)、視野範囲の
x方向,y方向の大きさをそれぞれx0 ,y0 とする
と、原位置の視野に対して例えば1階層目(原位置の視
野の最近傍の層)で設定される視野の中心は、次のよう
になる。図6に示すように、 〔1〕第1の視野の中心(x1 ,y1 )は、 x1 =−x0 +1.5×Δx y1 = y0 −1.5×Δy 〔2〕第2の視野の中心(x2 ,y2 )は、 x2 = 0 y2 = y0 −1.5×Δy 〔3〕第3の視野の中心(x3 ,y3 )は、 x3 = x0 −1.5×Δx y3 = y0 −1.5×Δy 〔4〕第4の視野の中心(x4 ,y4 )は、 x4 = x0 −1.5×Δx y4 = 0 〔5〕第5の視野の中心(x5 ,y5 )は、 x5 = x0 −1.5×Δx y5 =−y0 +1.5×Δy 〔6〕第6の視野の中心(x6 ,y6 )は、 x6 = 0 y6 =−y0 +1.5×Δy 〔7〕第7の視野の中心(x7 ,y7 )は、 x7 =−x0 +1.5×Δx y7 =−y0 +1.5×Δy 〔8〕第8の視野の中心(x8 ,y8 )は、 x8 =−x0 +1.5×Δx y8 = 0 となる。
【0023】〔1〕〜〔3〕をまとめると、 x〔1〕=−(1−j)×(x−1.5×Δx)
0≦j≦2 y〔1〕=1×(y−1.5×Δy) 〔3〕〜〔5〕をまとめると、 x〔1〕=1×(x−1.5×Δx) y〔1〕=(1−k)×(y−1.5×Δy)
0≦k≦2 〔5〕〜〔7〕をまとめると、 x〔1〕=(1−j)×(x−1.5×Δx)
0≦j≦2 y〔1〕=−1×(y−1.5×Δy) 〔7〕,〔8〕,〔1〕をまとめると、 x〔1〕=−1×(x−1.5×Δx) y〔1〕=−(1−k)×(y−1.5×Δy)
0≦k≦2 となる。
【0024】一般的に、原位置の視野に対してn階層目
の視野の中心x〔n〕,y〔n〕の座標は(図7参
照)、 上側横方向の近傍の場合 x〔n〕=−(n−j)×(x0 −1.5×Δx)
0≦j≦2n y〔n〕=n×(y0 −1.5×Δy) 右側縦方向の近傍の場合 x〔n〕=n×(x0 −1.5×Δx) y〔n〕=(n−k)×(y0 −1.5×Δy)
0≦k≦2n 下側横方向の近傍の場合 x〔n〕=(n−j)×(x0 −1.5×Δx)
0≦j≦2n y〔n〕=−n×(y0 −1.5×Δy) 左側縦方向の近傍の場合 x〔n〕=−n×(x0 −1.5×Δx) y〔n〕=−(n−k)×(y0 −1.5×Δy)
0≦k≦2n となる。
【0025】以上のような矩形で環状のサーチを原位置
の視野から周辺に視野を拡大しながら何階層かにわたっ
て進めることにより、見えなかったアライメントマーク
を自動的に視野内に入れることができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、手動ア
ライメントを必要とせず、また、必要以上の機械精度や
光学系解像度の向上を図らなくても、従来と同程度のハ
ード構成においてアライメントマークを自動サーチする
ことができ、タイムロスやコストの増大を避けることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るアライメントマークの自
動サーチ方式において、1つのアライメントマークのみ
が視野内に存在する場合の第1および第2の視野と2つ
のアライメントマークとの位置関係を示す図である。
【図2】回転系の回転中心まわりに所定の角度だけ微調
整回転させた状態を示す図である。
【図3】所定の回転角度の定め方を示す図である。
【図4】上記同様に所定の回転角度の定め方を示す図で
ある。
【図5】2つの視野と回転中心との位置関係を示す図で
ある。
【図6】本発明の実施例に係るアライメントマークの自
動サーチ方式において、アライメントマークがすべて見
えない場合の原位置の視野の最近傍の1階層目で設定さ
れる視野の中心座標を説明する図である。
【図7】一般的にn階層目で設定される視野の中心座標
を説明する図である。
【符号の説明】
11……第1の視野 12……第2の視野 m1 ,m2 ……アライメントマーク
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23P 19/00 304 G01B 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2点以上のアライメントにおいて第1の
    視野内にアライメントマークが見えておりかつ第2の視
    野内にはアライメントマークが見えていないとき、x方
    向,y方向の移動により第1の視野のアライメントマー
    クをその視野の中心に移動させ、次いで、第1の視野か
    らアライメントマークがはみ出さない所定の角度だけ回
    転中心まわりに回転させ、回転移動後のアライメントマ
    ークを第1の視野の中心に戻すようにx方向,y方向で
    移動させ、以上のような回転と移動の繰り返しにより、
    一方のアライメントマークを第1の視野内に存在させた
    状態を保ちつつ見えない方のアライメントマークを自動
    的に第2の視野内に入れるようにしたことを特徴とする
    アライメントマークの自動サーチ方式。
  2. 【請求項2】 2点以上のアライメントにおいていずれ
    の視野内にもアライメントマークが見えていないとき、
    最初に視野に入ったエリアである原位置の視野を中心に
    して、次の視野として原位置の視野およびすでに設定し
    た視野に対してアライメントマークの大きさ以上の範囲
    でオーバーラップさせる視野を設定してアライメントマ
    ークが入ったか否かを判断し、このような視野設定を原
    位置の視野のまわりでx方向およびy方向に順次進めて
    1階層目のサーチを行い、1階層目で見つからなかった
    ときは、1階層目のまわりで上記と同様にして矩形で環
    状のサーチを行い、以下同様にして順次外側に矩形環状
    のサーチを進めていくことにより見えなかったアライメ
    ントマークを自動的に視野内に入れるようにすることを
    特徴とするアライメントマークの自動サーチ方式。
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