專利名稱：用于對準的照明裝置和具有該照明裝置的曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對準的照明裝置和具有該照明裝置的曝光裝置。
背景技術(shù)：
光刻法已應(yīng)用于制造印制電路板，其中由曝光裝置將預(yù)定圖案以光刻方式印制在涂布有諸如光刻膠的感光材料的基板表面上，此后通過蝕刻工藝在基板上形成該圖案。在由曝光裝置進行曝光時，通常必須通過使用圖像檢測裝置來使光掩模和電路板對準，所述圖像檢測裝置諸如用于攝像的CCD攝像機和照明裝置。印制電路板的圖案已變得微細化，并且已采用可以制成微孔的激光成孔，因此現(xiàn)在通常利用形成微孔的激光成孔裝置來制造印制電路板上的對準標記。此外，在印制電路板的生產(chǎn)中，越來越多地采用“多品種少量生產(chǎn)”(high-mixlow-volume production)，并且所述板上的抗蝕劑的類型和抗蝕劑的面積根據(jù)所述板的類型而改變。所述板上的通過激光成孔裝置制成的所述對準標記與所述板的表面略微不同，并且無法充分精確地對所述對準標記進行攝像。此外，所述板的其它條件由于所述“多品種少量生產(chǎn)”而發(fā)生變化，這也是難以對對準標記進行精確攝像的原因之一。為了精確識別標記，已經(jīng)提出了大量方法和裝置，例如用于調(diào)節(jié)照明的亮度或者照明的高度、或者用于改變光顏色的方法和裝置。相關(guān)技術(shù)1、日本特開第2006-251571號公報2、日本特開平第10-621 號公報3、日本特開第2001-272774號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而用于調(diào)節(jié)照明亮度的裝置和方法不足以精確地檢測對準標記，這是因為相關(guān)技術(shù)僅選擇能夠提供所述標記與板表面之間的最高對比度的照明亮度。本發(fā)明的用于對準的照明裝置，在通過圖像識別裝置識別設(shè)置在印制電路板上的板標記和設(shè)置在掩模上的掩模標記，以基于所述板標記和所述掩模標記將所述印制電路板與所述掩模對準時，用于對所述板標記和所述掩模標記進行照明。所述照明裝置包括照明亮度控制裝置，其用于改變所述照明裝置的亮度；對比度檢測裝置，其用于檢測所述板標記與所述印制電路板之間的對比度，并且用于檢測所述掩模標記與所述印制電路板之間的對比度；變化檢測裝置，其用于檢測諸如由圖像識別裝置多次識別出的所述板標記和所述掩模標記的中心坐標的位置變化；照明條件判定裝置，其用于基于由所述對比度檢測裝置所檢測到的對比度和由所述變化檢測裝置所檢測到的變化，在所述照明亮度控制裝置所改變的多個亮度中，確定適當照明亮度作為適當照明條件。本發(fā)明的照明裝置不僅基于亮度而且還基于由標記識別裝置實際識別出的掩模標記和板標記的位置變化來確定最佳照明條件。因此，這樣確定的照明條件是可靠的?？梢栽黾诱彰鞯母叨群驼彰鞯念伾鳛檎彰鳁l件的參數(shù)。


圖1是本發(fā)明實施方式的示意圖。圖2是實施方式的框圖。圖3是實施方式的局部視圖。圖4是實施方式的示例圖。圖5是示出了實施方式的操作的流程圖。圖6是示出了對于組合1到6，各攝像機的最大對比度的列表。圖7是示出了組合的代表值(對比度)。圖8是示出了組合的對比度值的示例圖。圖9是示出了實施方式的操作的流程圖。標記說明1 照明裝置，3 :C⑶攝像機，5 控制器，7 顯示器，9 其它結(jié)構(gòu)，10 照明亮度控制裝置，11 照明高度控制裝置，12 照明顏色控制裝置，20 指令輸入裝置，21 照明條件判定裝置，22 標記識別裝置，23 對比度檢測/確定裝置，24 變化檢測/確定裝置，25 對比度降低檢測器，26 標記無法識別檢測器；27 重新調(diào)整/錯誤停止裝置，50 掩模，51 掩模標記，60 印制電路板，61 板標記，90 曝光臺，91 載入裝置，92 載出裝置，95 曝光光源。
具體實施例方式下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明。圖1示出用于制造印制電路板的曝光裝置的概況。圖2示出了框圖，而圖3示出了照明裝置1的詳情。由光源95，利用掩模50上繪制的圖案對由載入裝置91運送到曝光臺90上的印制電路板60進行曝光，隨后通過載出裝置92將印制電路板60傳送到下一工藝。四個CXD攝像機3被設(shè)置在掩模50上方與印制電路板60的四個角相對應(yīng)的位置上。在曝光前，利用繪制在掩模50的角部上的掩模標記51和形成在印制電路板60的角部上的板標記61來執(zhí)行掩模50與印制電路板60之間的對準。曝光臺90可以在XYZ以及θ 方向上移動，并且掩模標記51和板標記61可由照明裝置1照亮。CXD攝像機3對掩模標記 51和板標記61分別進行攝像，并且曝光臺90移動以使得掩模標記51和板標記61重疊。照明裝置1是照亮CXD攝像機3周圍的標記的環(huán)形照明裝置。如圖2和圖3中所示，照明裝置1設(shè)置有由控制器5控制的照明亮度控制裝置10、 照明高度控制裝置11以及照明顏色控制裝置12。7是顯示器并且9是其它結(jié)構(gòu)，顯示器7 和其它結(jié)構(gòu)9也由控制器5來控制。照明亮度控制裝置10可以通過脈寬調(diào)制(PWM)連續(xù)改變照明裝置1的亮度。照明高度控制裝置11具有驅(qū)動機構(gòu)(未示出)，所述驅(qū)動機構(gòu)改變照明裝置1的位置的高度從而改變照明裝置1的高度，即照明裝置1與印制電路板60或者掩模50之間的距離。高度的改變可以是連續(xù)改變也可以是逐級改變，在本實施方式中，可以選擇照明裝置1的兩個高度位置。圖3中(A)示出了設(shè)置在較高位置(從印制電路板60到掩模50的距離更長)處的照明裝置1，而圖3中(B)示出了設(shè)置在較低位置處的照明裝置1。照明顏色控制裝置12選擇具有不同波長的光中一種光，在本實施方式中照明顏色控制裝置12可以選擇綠光、紅光以及近紅外線光中的一種。圖4中示出了由CXD攝像機3所拍攝的掩模標記51和板標記61的一個示例。掩模標記51是黑色環(huán)而板標記61是拍攝顯示為黑色圓的通孔。印制電路板60的表面與掩模標記51或者板標記61之間的對比度(此后稱為“標記對比度”)需要足以對掩模標記51和板標記61進行識別和拍攝，以便執(zhí)行可靠的對準?？刂破?控制照明亮度控制裝置10，此外還控制照明高度控制裝置11和/或照明顏色控制裝置12以改變照明裝置1的亮度、顏色以及高度，并且決定能夠提供標記的好的標記對比度和可靠的標記識別度的最適當照明條件。至少需要由照明亮度控制裝置10改變亮度來獲得最佳亮度。此外，通過用照明高度控制裝置11改變照明裝置1的高度，可以獲得照明裝置1的能夠提供最佳標記對比度的適當高度。此外，通過用照明顏色控制裝置12改變顏色，可以獲得提供最佳標記對比度的適當照明顏色。在本實施方式中，控制器5對照明亮度控制裝置10、照明高度控制裝置11以及照明顏色控制裝置12進行控制，并且組合出能夠提供最佳標記識別度的亮度、照明高度以及照明顏色的組合。可以在設(shè)置CXD攝像機3的位置時，或者在使印制電路板60和掩模50對準時，執(zhí)行用于組合出能夠提供最佳標記識別度的亮度、照明高度以及照明顏色的組合的操作。如圖2所示，包括主CPU的控制器5通過標記識別裝置22基于來自CXD攝像機3 的圖像信號來識別掩模標記51和板標記61，并且檢測并確定印制電路板60的表面與掩模標記51之間的標記對比度，以及印制電路板60的表面與板標記61之間的標記對比度?？刂破?進一步利用照明條件判定裝置21基于所述標記對比度和來自變化檢測/確定裝置 24的變化值來自確定最佳照明條件。通過計算印制電路板60的表面與板標記61的邊界處以及印制電路板60的表面與掩模標記51的邊界處的明暗差的平均值，進行對比度的檢測和確定。將該平均值與特定閾值相比較，當平均值小于閾值時，控制器5和對比度檢測/確定裝置23確定不存在對比度。最佳照明條件指的是照明裝置1的能夠提供實際識別的標記的較小位置變化的亮度、高度以及顏色的組合。在照明條件判定裝置21確定了最佳照明條件后，利用所確定的照明條件來執(zhí)行對準操作。利用所確定的照明條件對掩模標記51和板標記61進行拍攝，并對掩模標記51 和板標記61進行對準，隨后通過來自曝光光源95的曝光光線來執(zhí)行曝光操作。控制器5進一步與對比度降低檢測器25和標記無法識別檢測器沈相連接。對比度降低檢測器25檢測在照明條件判定裝置21所確定的條件下標記對比度的降低，并且標記無法識別檢測器26檢測是否變得不可能識別標記。與控制器5連接的還有重新調(diào)整/錯誤停止裝置27。重新調(diào)整/錯誤停止裝置 27在發(fā)生所述標記對比度的下降和/或不可能識別標記時，選擇是應(yīng)該再次執(zhí)行用于獲得最佳照明條件的處理還是應(yīng)該停止曝光操作。利用圖5所示的流程圖來說明本實施方式的操作。在照明高度和照明顏色的組合為K = I-M的情況下，將照明亮度以為一步，從變至丨J 100%。在每個亮度下，由CXD攝像機3和標記識別裝置22檢測標記并且由對比度檢測/ 確定裝置23來檢測標記對比度(步驟S1-S3)。在本實施方式中，針對如圖6所示的照明高度和顏色的第1到第6組合，評估標記對比度。在本實施方式中，掩模標記51和板標記61分別設(shè)置在掩模50和印制電路板60 的四角上，并且攝像機1到4的四個CXD攝像機3用于對準。照明亮度的所述百分比指的是PWM(脈寬調(diào)制)控制中的占空比(duty ratio) 0隨后在照明條件判定裝置21處確定組合1到6和攝像機1到4中提供最佳標記對比度的照明亮度(步驟S4)。并且存儲亮度、高度以及顏色的組合作為合格組合(步驟 S5)。在試驗過全部組合后(步驟S6)，將攝像機1到4中即使有一個攝像機無法提供標記對比度的這種組合確定為NG，并且將其他組合確定并且存儲為候選組合(步驟S7)。例如，如圖6中所示，第5組合在攝像機2處無法提供標記對比度。就是說，對于照明對比度的到100%的所有百分比，第5組合無法獲得標記對比度。然后，排除第5組合，并且其他組合變?yōu)楹蜻x組合。接下來，如圖7所示，選擇針對攝像機1到4的候選組合第1到第6每個中的最低值作為代表值。如前文所述，第5組合被排除在候選組合之外。隨后從代表值之中的最大值開始，在特定范圍值(照明條件的允許選擇值)內(nèi)，從候選組合中選擇最終候選組合(步驟S9)。如圖8中所示，代表值中的最大值是第1組合的230，并且在本實施方式中，特定范圍(照明條件的允許選擇值)被設(shè)置為100。選擇代表值超過130的組合作為最終候選組合。在本示例中，選擇第1組合、第3組合以及第6組合作為最終候選組合。接下來，針對最終候選組合，確定優(yōu)先級P = 1到N(步驟S10)。在本實施方式中按照高度>顏色并且照明高度的高位置>低位置的順序，來設(shè)置高級別的優(yōu)先級。對于照明顏色，按照綠色 > 紅色 > 近紅外線的順序設(shè)置更高優(yōu)先級。接下來，按照所述優(yōu)先級的順序，執(zhí)行標記中心的坐標變化的判斷處理(步驟 Sll)。參照圖9對所述處理進行說明。針對優(yōu)先級P的組合，分別由攝像機1到4多次檢測掩模標記51和板標記61 (步驟S31)，并且針對攝像機分別計算掩模標記51和板標記61的中心坐標的變化(步驟S32)。
將變化值與特定閾值相比較(步驟S3!3)，并且判斷針對各攝像機的掩模標記51和板標記51的全部位置變化是否都小于閾值(步驟S34)。在全部變化都小于閾值的情況下， 照明條件判定裝置21確定所述組合為合格條件并采用所述組合(步驟S3。，隨后前進到圖 5的步驟S12。 在步驟S34，如果全部攝像機中存在一個或者更多個變化值沒有超過所述閾值，則針對下一優(yōu)先級P = P+1重復(fù)執(zhí)行相同操作(步驟S36，37)。
在針對全部優(yōu)先級P = N執(zhí)行操作后，如果針對全部攝像機、掩模標記51以及板標記61不存在低于閾值的變化，則停止所述裝置。在圖5中的步驟Sll處，如果針對所有攝像機、掩模標記51以及板標記61，存在所有變化均小于所述閾值的組合，則利用所述組合進行對準(步驟S12)。在對準處理中，當標記無法識別檢測器沈檢測到標記識別變得不可能時，控制器 5檢查重新調(diào)整/錯誤停止裝置27是否設(shè)置了重新調(diào)整模式(步驟SK)。如果設(shè)置了，則控制器5返回步驟Sl并重復(fù)相同操作。如果未設(shè)置，則控制器5停止操作(步驟S16)。此外，當對比度降低檢測器25檢測到標記對比度下降時，控制器5也進入步驟 S15(步驟 S14)。
權(quán)利要求
1.一種用于對準的照明裝置，其用于在通過圖像識別裝置識別設(shè)置在印制電路板 (60)上的板標記(61)和設(shè)置在掩模(50)上的掩模標記(51)以基于所述板標記(61)和所述掩模標記(51)使所述印制電路板(60)和所述掩模(50)對準時，對所述板標記(61)和所述掩模標記(51)進行照明，所述照明裝置包括照明亮度控制裝置，其用于改變照明裝置的亮度；對比度檢測裝置，其用于檢測所述板標記與所述印制電路板之間的對比度，以及所述掩模標記與所述印制電路板之間的對比度；變化檢測裝置，其用于檢測由所述圖像識別裝置多次識別出的所述板標記和所述掩模標記的位置變化；以及照明條件判定裝置，其用于基于所述對比度檢測裝置所檢測的對比度和所述變化檢測裝置所檢測的變化，在所述照明亮度控制裝置所改變的多個亮度之中確定適當照明亮度作為適當照明條件。
2.一種用于對準的照明裝置，其用于在通過圖像識別裝置識別設(shè)置在印制電路板上的板標記和設(shè)置在掩模上的掩模標記以基于所述板標記和所述掩模標記使所述印制電路板和所述掩模對準時，對所述板標記和所述掩模標記進行照明，所述照明裝置包括照明亮度控制裝置，其用于改變所述照明裝置的亮度，照明高度控制裝置，其用于改變所述照明裝置相對于所述印制電路板和所述掩模的照明距離，對比度檢測裝置，其用于檢測所述板標記與所述印制電路板之間的對比度，以及所述掩模標記與所述印制電路板之間的對比度，變化檢測裝置，其用于檢測由所述圖像識別裝置多次識別出的所述板標記和所述掩模標記的位置變化，照明條件判定裝置，其用于基于所述對比度檢測裝置所檢測的對比度和所述變化檢測裝置所檢測的變化，在所述照明亮度控制裝置所改變的亮度與所述照明高度控制裝置所改變的照明距離二者的多個組合之中確定適當組合作為適當照明條件。
3.一種用于對準的照明裝置，其用于在通過圖像識別裝置識別設(shè)置在印制電路板上的板標記和設(shè)置在掩模上的掩模標記以基于所述板標記和所述掩模標記使所述印制電路板和所述掩模對準時，對所述板標記和所述掩模標記進行照明，所述照明裝置包括照明亮度控制裝置，其用于改變所述照明裝置的亮度，照明高度控制裝置，其用于改變所述照明裝置相對于所述印制電路板和所述掩模的照明距離，照明顏色控制裝置，其用于改變所述照明裝置的照明顏色，對比度檢測裝置，其用于檢測所述板標記與所述印制電路板之間的對比度，以及所述掩模標記與所述印制電路板之間的對比度，變化檢測裝置，其用于檢測由所述圖像識別裝置多次識別出的所述板標記和所述掩模標記的位置變化，照明條件判定裝置，其用于基于所述對比度檢測裝置所檢測的對比度和所述變化檢測裝置所檢測的變化，在所述照明亮度控制裝置所改變的亮度、所述照明高度控制裝置所改變的照明距離以及所述照明顏色控制裝置所改變的照明顏色三者的多個組合之中確定適當組合作為適當照明條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于對準的照明裝置，其中所述照明條件判定裝置首先基于所述對比度檢測裝置所檢測的對比度來確定適當照明條件的候選，然后基于所述變化檢測裝置所檢測的變化，在所述候選中確定所述適當照明條件。
5.一種曝光裝置，其具有根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的用于對準的照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對準的照明裝置和具有該照明裝置的曝光裝置。在CCD攝像機(3)周圍對標記進行照明的環(huán)形照明裝置(1)具有照明裝置(1)、照明亮度控制裝置(10)、照明高度控制裝置(11)、照明顏色控制裝置(12)以及控制上述這些裝置的控制器(5)，所述照明裝置1在照明高度和照明顏色的組合為K＝1到M，且將照明亮度以1％為一步，從1％變?yōu)?00％的情況下，通過CCD攝像機(3)對標記進行檢測，并且由對比度檢測/確定裝置(23)對標記對比度進行檢測以及由變換檢測/確定裝置(24)對變化進行檢測，隨后基于所述變化確定最佳照明條件。
文檔編號G03F9/00GK102466983SQ201110346598
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者中島裕, 名古屋淳, 大矢佳幸, 種村次記 申請人:株式會社 阿迪泰克工程