JPH0259615B2 - - Google Patents

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JPH0259615B2
JPH0259615B2 JP58217790A JP21779083A JPH0259615B2 JP H0259615 B2 JPH0259615 B2 JP H0259615B2 JP 58217790 A JP58217790 A JP 58217790A JP 21779083 A JP21779083 A JP 21779083A JP H0259615 B2 JPH0259615 B2 JP H0259615B2
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JP
Japan
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marks
mark
alignment
substrates
light
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JP58217790A
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English (en)
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JPS60110119A (ja
Inventor
Arinori Chokai
Kazunori Suzuki
Hiroo Katsuta
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0259615B2 publication Critical patent/JPH0259615B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133354—Arrangements for aligning or assembling substrates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、2つの物体の位置合わせ方法に関す
る。
〔従来技術〕
一般に透明電極は、液晶表示板をはじめとする
種々の表示板に使用されており、これら表示板の
用途は、光学機器、電子機器、時計等の文字板あ
るいは液晶テレビ大型デイスプレイ、温度計等の
広い分野にわたつている。このような表示板では
液晶等の材料を封入するために2つの基板が用い
られ、この基板にそれぞれ透明電極が形成されて
いるが、この透明電極のパターンが正確に合つて
いるかが製品の性能上重要になつてくる。
従来、この種の位置合わせは第1図に示すよう
に、一方の基板に位置合わせ用のマーク20を印
刷し他方の基板に同様なマーク21を印刷し、第
1図のようにマーク21がマーク20の中に入れ
ば2枚入基板の位置合わせが行なわれたと判断し
ているが、この判断は目視によつて行なつてお
り、従つて作業能率が悪く位置合わせ精度にも支
障があつた。
他方半導体焼付装置において、マスクの半導体
集積回路パターンをウエハ上に焼付ける前の工程
として、マスクとウエハを正確に位置合わせ(ア
ライメント)する工程がある。
従来のアライメント工程では、マスクとウエハ
にそれぞれ予め位置合わせ用マークを形成し、こ
のマーク上をレーザビームにより走査し、マーク
からの散乱光を検出することによりウエハとマス
クの相対的な位置ずれを測定している。そしてこ
の測定された位置ずれの量だけウエハを移動し、
マスクとウエハの正確な位置合わせを行なつてい
る。しかしながらこのような散乱光を検知する方
式は、ウエハ上がフオトレジスト膜等で被覆され
るため、これらによる反射、屈折の影響を受けた
り、またマークからの散乱光間の干渉、更にゴミ
の影響を受けやすく、正確な位置合わせを行なう
ことができないという欠点があつた。
〔目的〕
本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去し、
精度の高い位置合わせ方法を提供することにあ
る。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第2図は、本発明の一実施例において用いら
れる位置合わせの原理を示す図であり、第2図A
には、透明電極の材料より成り、大きさの異なる
円形の位置合わせ用マーク1a,2aが、それぞ
れ形成されたガラス基板1,2の断面が一部図示
されている。マーク1a,2aは、第3図に示す
ように、照明光の波長が長くなるに従つて、その
反射率(曲線18)は漸減し、他方ガラス基板
1,2の反射率(曲線19)は漸増する。尚、本
実施例ではガラス基板1,2は、マーク1a,2
aより反射率の低いものが用いられている。ここ
で少なくともマーク1aは透光性であり、第2図
の方向から照明されると、その反射光は、第2図
Bに示すように、2つの基板1,2のマーク1
a,2aが重なる部分Cは、上の基板1のマーク
1aからの反射と下と基板2のマーク2aからの
反射が加算され最も高い光強度を示す。そして2
つの基板の一方のみにマークが形成されている
b′の部分からの基板2のみの部分a′と段階的に反
射光の強度は弱くなる(第2図C参照)。すなわ
ち2つの基板のマーク1a,2aが重なつている
Cの部分と、基板の一方にマーク2aの付いた
b′の部分と、基板のみのa′部分とを明確に区別す
ることが出来、2つのマーク1a,2aのそれぞ
れの大きさ、形、また、相対な位置も確認するこ
とが出来る。従つて観察された反射光を、第2図
Bの3の方向へビデオ信号等を介して走査し、こ
の光強度の差を検出することにより、基板1と2
の位置合わせが可能となる。以下上記の2つのマ
ークの中心が合致したときに、2つの基板の正確
な位置決めが行なわれるものとして説明する。第
4図は、本発明の一実施例に係り、図の下のガラ
ス基板1と2を位置合わせを行うための装置の概
略構成図である。ガラス基板1,2は、それぞれ
不図示のステージ機構により、お互い平行でかつ
数ミクロンの間隙をおいて保持されている。ガラ
ス基板1,2には、それぞれ透明電極の材料より
成る2つの円形の位置合わせ用のマーク1R及び
1L,2R及び2Lが形成されており、マーク1
R,1Lはそれぞれマーク2R,2Lに対応して
いる。
第4図の装置の構成を説明すると、光源9R,
9Lの光路に沿つて、それぞれ赤外光を遮断する
フイルタ10R,10L、コンデンサレンズ11
R,11L、ハーフミラー14R,14Lが配置
され、ハーフミラー14R,14Lにより反射し
た光路に沿つて、それぞれ絞り13R,13L、
結像レンズ12R,12Lが配置され、結像レン
ズ12R,12Lを透過した光束は、それぞれガ
ラス基板1,2上に結像される。尚、本実施例で
用いられるガラス基板及びマークは、第3図で示
すように、短い波長の照明光で高い反射光の光度
差を示すので、赤外光を遮断するフイルタ10
R,10Lを用いている。またこの照明系は、明
視野照明法を採つている。明視野照明とは、結像
レンズ12R,12Lの後ろ側の焦点位置に絞り
13R,13Lを置いて、照明光に対しテレセン
トリツク光学系を形成させ、照明光の正反射光に
よつて物体を観察する照明方法である。
基板1,2で反射した光路に沿つて、それぞれ
ハーフミラー14R,14L、撮像管15R,1
5Lが配置され、撮像管15R,15Lにより撮
影された画像は、カメラコントロールユニツト1
6により、1つの画面が2つに分割されて、モニ
タテレビ17に撮し出される。
撮像管15R,15Lのビデオ信号は、後述す
るように基板1と2の相対的な位置検出を行う中
央処理装置(CPU)18に入力され、中央処理
装置18の演算結果に従つてモータ19が駆動さ
れ、基板1,2をそれぞれ保持する不図示のステ
ージ機構を作動して基板1と2の位置合わせを行
う。
上記構成の動作を説明すると、基板1,2は、
先ず予め粗位置合わせされて、マーク1R及び2
R、マーク1L及び2Lが、それぞれ結像レンズ
12R及び12Lの投影野内に配置され、位置誤
差が生じていると、モニタテレビ17には、第5
図の上方で示すように基板1のマーク1R,1L
と基板2のマーク2R,2Lとにずれが生じて撮
し出される。以下説明の簡略化のためにマーク1
Rと2Rとの関係について述べる。
上記の画像のビデオ信号の2つの走査線Sm,
Snを中央処理装置18で検出すると、第5図の
下方で示すようにそれぞれマーク1R,2Rから
の反射光の強度差に応じて所定時間に渡つて高い
電圧の信号が得られる。走査線Smにおいてマー
ク2Rのみから最初に反射される部分の距離を
l1、マーク1Rと2Rが重複している部分の距離
をl2、更にマーク2Rのみから最後に反射さる部
分の距離をl3を検出し、他方、走査線Snにおいて
も同様l′1、l′2、l′3を検出すれば、マーク1Rと2
RのX方向の位置誤差△Xr、y方向の位置誤差
△Yrは、 △Xr=l3−l1/2=l′3−l′1/2 △Yr=(M2−M′2)−(l2/2−l′2/2)/8L により求めることができる。尚、上記の式におい
て、M=l1+l2+l3、M′=l′1+l′2+l′3であり、
L
は走査線SmとSnの距離である。同様に基板1,
2の左側のマーク1L,2LについてもX方向の
位置誤差△XlとY方向の位置誤差△Ylを検出す
ることができる。
次いでマーク1R,2Rと1L,2Lとの距離
をRとすれば、基板1と2との相対的な位置誤差
は、 △X=△Xr+△Xl/2 △Y=△Yr+△Yl/2 △θ=−tan-1(△Yl−△Yr)/R で検出することができる。
中央処理装置18は、上記の演算を行つて△
X、△Y、△θを検出すると、モータ19はこの
演算結果に従つて基板1,2を保持するステージ
機構を駆動し、基板1と2の正確な位置合わせを
行う。
尚ここで、2つのマークがX方向と平行に付け
られていれば1回の位置合わせ操作で位置合わせ
が終了するが、X方向となる角度を持つ場合には
実際の駆動量と計算値に差が生じるため1回の操
作では位置合わせは完了しない。しかし同様の操
作を数回繰り返せば位置合わせは完了する。
前記実施例では、大きさの異なる2つの円形の
マークについて説明したが、同じ大きさのマーク
についても同様であり、更に他の形状のマークに
ついても位置合わせが可能である。第6図は、そ
れぞれ2等辺3角形のマーク(6と7)を示し、
大きい方のマーク6には、マーク6の外辺にそれ
ぞれ平行な辺を有する2等辺3角形の孔部8が開
けられている。第6図に示すマーク(6と7)の
位置誤差は、 △X=(L1−L2)+(L4−L5)/4 △Y=−(L1−L2)+(L4−L5)/4 である。
更に、本発明は、半導体焼付装置において、マ
スクとウエハの位置合わせにも用いることができ
るが、この場合ウエハはほぼ鏡面であるので、第
7図で示すようにウエハ5上に反射率の低い部分
2bを形成して第7図下部に示す反射光分布を形
成することができる。尚同図において、4はマス
ク、1bは透明電極の材料で形成されるマークで
ある。
〔効果〕
以上説明したように、本発明によればマークの
正反射光を検出することにより、2つの物体の正
確な位置合わせが可能となる。更に位置合わせに
際し、従来例と異なり、所定時間に渡つて信号が
得られるためマークの一部にゴミ等が付着しても
安定した位置合わせをすることができる。なお本
発明を走査系を用いた実施例にて説明したが走査
系を用いず、例えば重量部と非重量部につき長さ
測定を行なうにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の位置合わせを行なうためのマ
ークの平面図、第2図は、本発明の原理を示す説
明図、第3図は、本発明の一実施例で用いられる
位置合わせ用マークと基板の反射率を示すグラ
フ、第4図は、本発明の一実施例に係る位置合わ
せ装置の概略構成図、第5図は、第4図で用いら
れる位置合わせ用マークの説明図、第6図は、本
発明の他の実施例の位置合わせ用マークの説明
図、第7図は、半導体焼付装置に応用した実施例
の説明図である。 1,2……基板、1a,2a,1R,1L,2
R,2L,1C,2b,6,7……位置合わせ用
マーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透光性を有する第1の物体と、第2の物体と
    を照明系からの光束で照明し、両物体の相対的な
    位置を光学的に検出して該両物体の位置合わせを
    行なう方法において、 前記第1の物体に、透光性及び反射性を有する
    第1のマークを形成し、 前記第2の物体に、反射性を有する第2のマー
    クを形成し、 前記照明系側から順に前記第1の物体、第2の
    物体を配置し、 前記両マークの一方からの反射光と、両マーク
    の重複した部分からの反射光との光強度の差に基
    づいて、第1の物体と第2の物体の相対的位置を
    検出し、 前記検出された位置情報により、第1の物体と
    第2の物体とを相対的に移動して位置合わせを行
    なうようにしたことを特徴とする位置合わせ方
    法。
JP58217790A 1983-11-21 1983-11-21 位置合わせ方法 Granted JPS60110119A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58217790A JPS60110119A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 位置合わせ方法
US06/672,784 US4643579A (en) 1983-11-21 1984-11-19 Aligning method

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58217790A JPS60110119A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 位置合わせ方法

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JPS60110119A JPS60110119A (ja) 1985-06-15
JPH0259615B2 true JPH0259615B2 (ja) 1990-12-13

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JP58217790A Granted JPS60110119A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 位置合わせ方法

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JPH0241862Y2 (ja) * 1986-08-26 1990-11-08
JPH06102675A (ja) * 1992-09-17 1994-04-15 Kamo Denki Kenkyusho:Kk 印刷機用版材の高速高精度自動穴あけ機構
JP4395796B2 (ja) 2007-07-10 2010-01-13 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP2016082061A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 トヨタ自動車株式会社 ウエハとマスクの位置合わせ方法

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JPS60110119A (ja) 1985-06-15

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