アライメントマークの認識方法
【課題】半導体ウェハやガラス、フィルムなどの基板と基板との接続で、アライメントマークの形成時にエッチング不足やオーバーエッチングが生じたり、アライメントマーク上の一部に不透明な粒子等が存在する場合でも、アライメントマークを正確に認識し、位置合せを精度よく行う。
【解決手段】アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出する。
【解決手段】アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイス、電子機器および半導体モジュール等における基板上のアライメントマークを認識する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などに用いられる実装技術の発展に伴い、駆動用ＩＣの配線の狭ピッチ化及び接続信頼性の向上が求められている。半導体チップと基板の各々の配線を接続する方法として、導電性粒子を接着剤中に均一に分散したフィルム状接着剤である異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を利用する方法があり、高密度の電気的接続配線が可能になっている（特許文献１参照）。
【０００３】
駆動用ＩＣチップと基板との接続にあたっては、両者の位置合せ（アライメント）を高精度に行う必要がある。すなわち、ＩＣチップ上のアライメントマークと配線を有する基板（回路基板）上のアライメントマークを検出し、ＩＣチップとそれを貼り付ける回路基板との位置あわせを精密かつ正確に行うことが重要となる。
【０００４】
アライメントマークの位置を検出する方法には、カメラ等で撮像したディジタル画像とあらかじめメモリーに記憶させておいた基準となるチップや基板上のアライメントマークとを比較することにより行う方法がある。この場合、撮像した画像の画像認識を行い、記憶してあるアライメントマーク画像と一致するか否かでアライメントマークの位置を検出する。たとえば、撮像した画像がＸ画素であれば、すべてのＸ画素に対して演算を行って特徴を抽出し、重心座標を求めることでアライメントマークの位置を求める。また基準となるアライメントマークのパターン情報と撮像した画像を各々２値化して比較し、アライメントマークの位置を検出する方法もある（特許文献２参照）。
【０００５】
アライメントマークの位置を直接検出する方法として、アライメントマークに光を当て、その反射光もしくは透過光からの光強度により、アライメントマークの位置を求めるものがある。またアライメントマークの検出の際に基準となるパターンと実際のアライメントマークとのずれ量が最小となるよう演算を行ってアライメントマークの位置を認識する方法や、位置合わせの際、アライメントマークの位置情報をディジタル化することにより生じるサンプリング誤差を低減する方法もある（特許文献３、４参照）。
【０００６】
しかし、カメラ等により撮像したアライメントマーク画像は、基板上のゴミや埃による雑音の混入や、アライメントマーク形成時のオーバーエッチングなどによるアライメントマーク形状の歪みなどの影響を受けることや、さらにＡＣＦをアライメントマーク上に形成した場合の図１に示すようなアライメントマークの一部が不透明な導電粒子により隠れてしまうこと、などから正確なアライメントマーク位置を特定できないことがあった。
【０００７】
一方で、画像認識の精度を向上させる方法として、画像上に生じた雑音の除去があり、２値化した画像の収縮処理や膨張処理によって除去する方法がある。撮像の際に生じる焦点ボケを検知するため、検出対象物のパターンの輪郭が収縮、膨張する度合いを画像認識で判定する方法もある。
【特許文献１】特開平２−２３３８７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平３−１２９４８１号公報（２頁目）
【特許文献３】特開平７−２２３０７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平１０−８２７４２号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体チップ、やガラス基板、フィルム基板などの間の接続にあたって、アライメントマークの形成時にエッチング不足やオーバーエッチングが生じた場合や、アライメントマーク上の一部に粒子等が存在する場合でも、アライメントマークを適切に認識でき、両者の位置合せを行うことができる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または前記画素数分だけ膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アライメントマーク上の一部に存在する粒子等の雑音を精度よく除去でき、正確なアライメントマーク位置を認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の最良の形態について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１２】
本発明のアライメントマークを有する部材は、例えば半導体ウェハ、半導体チップ、ガラスやフィルムなどの基板であり、アライメントマークの上に粒子と樹脂を含む樹脂層が形成されている（図１参照）。
【００１３】
このような樹脂層を介して、部材上に形成されたアライメントマークを観察した場合、図１のようにアライメントマーク１が粒子２と一体となって観察されることになる。粒子とアライメントマークのコントラスト比が大きく、かつ透明な基板を用いる場合には、基板の裏側から観察を行い、撮像した画像の２値化処理を行うことにより、両者を区別することができるが、樹脂層を介してアライメントマークを観察する場合には、たとえ粒子とアライメントマークのコントラスト比が大きくてもアライメントマークの形状を正確に認識することができない。
【００１４】
本発明のアライメントマークの認識方法は、図１のように粒子と一体となって観察されたアライメントマークの画像について２値化処理を行い、粒子のフェレー径の中で最大値に対応する画素数分を収縮処理、または膨張処理することにより、雑音の除去を行うものである。樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の中の最大値を算出しておくので、画像の収縮や膨張の度合いを前記最大値に対応する画素数分に決めることができるため、収縮処理や膨張処理が簡便に行え、さらにアライメントマーク画像からの雑音の除去が容易であるため、アライメントマークの認識を正確かつ精度よく行うことができる。なお、２値化されたアライメントマーク画像の収縮処理、または膨張処理は、後述にあるように、２値化の際のアライメントマークと粒子に適用される値が同じか、異なるかによって決定される。アライメントマークおよびその位置が認識できれば、収縮処理、もしくは膨張処理のどちらか一方のみでもよいが、好ましくは、例えば粒子のフェレー径の中で最大値に対応する画素数分を収縮処理した後に、前記画素数分だけ膨張処理を行う、あるいは前記画素数分だけ膨張処理をした後に、前記画素数分だけ収縮処理を行うというような２つの処理を併用する。この場合、２値化されたアライメントマーク画像の収縮処理、または膨張処理の順番は、後述にあるように、２値化の際のアライメントマークと粒子に適用される値が同じか、異なるかによって決定される。
【００１５】
フェレー径の最大値に対応する画素数とは、フェレー径の最大値をＬ、対応する画素数をＮとしたとき、Ｎ＝Ｌ／Ｒで表すことができる。なお、Ｒは撮像した画像の画素１個のサイズとする。たとえば、解像度１００×１００の画像で視野１００μｍ×１００μｍのサイズを撮像した場合、一画素のサイズＲは１μｍとなり、たとえば、解像度１００×１００の画像で視野５０μｍ×５０μｍのサイズを撮像した場合、一画素のサイズＲは０．５μｍとなる。得られたフェレー径の最大値が５．５μｍであれば、Ｒ＝０．１μｍのとき対応する画素数Ｎは５．５／０．１＝５５画素と算出され、Ｒ＝０．５μｍのとき対応する画素数Ｎは５．５／０．５＝１１画素と算出される。
【００１６】
２値化とは色の濃さを、あるしきい値を境に「１（白）」または「０（黒）」の値に変換して表現することである。しきい値とは、画像の階調を変換する場合の境界値のことであり、たとえば、濃淡画像が２５６階調でしきい値を１２８とした場合、１２８以上の階調はすべて「１」、１２８未満は「０」の画像に変換される。このような２値化を行うことにより、情報量を減少させて画像処理の負荷を軽減することができる。しきい値は、用いる粒子や樹脂、アライメントマーク材料の種類によって、また観察画像の明るさによって適宜決定することができる。
【００１７】
ここでは、アライメントマークの図形を縮める処理を収縮処理、膨らませる処理を膨張処理という。すなわち、収縮処理とはアライメントマークの図形の境界にある画素の値をすべて背景画素の値に変換して１画素分縮めることである。一方、膨脹処理とは、収縮処理とは逆にアライメントマークの図形の境界画素に接する背景画素の値を図形の画素の値に変換して１画素分膨らませることである。これらの収縮処理と膨張処理とをそれぞれ複数ステップ行ったり、互いに組み合わせることによって、２値化した画像中にある図形の雑音成分の除去が可能となる。具体的に、８近傍、すなわち隣接した８画素を対象とした収縮処理の場合、図形を「１」、背景を「０」で示すとすると、ある画素の隣接した８画素についていずれか一つでも「０」なら次のステップで「０」となる処理である。また、膨張処理では、ある画素の隣接した８画素についていずれか一つでも「１」なら次のステップで「１」となる。もう一回り外側の１６画素を考慮する等、様々な収縮処理、膨張処理ルールが適用可能である。また、上記の画像処理を行う前に、前処理として一般的な各種の空間フィルタ、すなわち、平滑化フィルタ、メディアンフィルタ、線やエッジを強調する微分フィルタ、ラプラシアンフィルタ等を用いることもできる。
【００１８】
粒子のフェレー径とは、図２のように粒子に外接するように長方形を描いた場合の辺のうち、長い方の長さである。粒子のフェレー径の最大値とは、画像中にある粒子のフェレー径の内、ランダムに抽出した１００個程度の粒子を観察し、粒子のフェレー径を算出し、その中で最も大きい値をとる。長方形の辺は、画像の水平、垂直に対して平行なものを用いる。
【００１９】
特にＡＣＦやＡＣＰ（異方導電性接着ペースト）用途では、平均フェレー径が１μｍ以上２０μｍ以下の粒子が好ましく用いられる。粒子の平均フェレー径が１μｍ以上あれば、部材間の電気的接続に十分であり、２０μｍ以下であれば隣り合った配線間が電気的にショートすることがなく狭ピッチの配線接続が可能である。
【００２０】
アライメントマークの大きさは、粒子を収縮処理および膨張処理により取り除いた際の誤差が小さくなるようアライメントマークのフェレー径が粒子のフェレー径の最大値よりも大きく５倍以上であり、さらに、位置合わせ精度が低くならないよう、また実装面積が小さくならないように１０００倍以下であることが好ましい。アライメントマークのフェレー径は、粒子のフェレー径と同様にアライメントマークに外接するように長方形を描いた場合の辺のうち、短い方の長さである。
【００２１】
アライメントマークの撮像には、例えば光学顕微鏡に取り付けたＣＣＤカメラを用いることができる。撮像の倍率は、サンプリングによる誤差の影響がでないよう、粒子を十分な画素数で表現するため１００画素以上となるよう設定することが好ましい。また、膨張や収縮などの画像処理による演算時間が大きくなりすぎないよう、１０００００画素以下にすることが好ましい。粒子１個あたり１０００００画素よりも多く、高解像度で撮像しておき、後から画像処理を行って解像度を落とすこともできる。したがって、撮像する実視野のサイズにもよるが、使用するカメラの有効画素数は、１画素あたりの分解能が０．１μｍ以下となるようなものを用いることが好ましい。
【００２２】
アライメントマークの形状としては、特に限定されず様々な形状のアライメントマークを使用することが可能である。アライメントマークの加工プロセスにおいては、通常フォトリソグラフィーなどを用いることが多く、オーバーエッチングやエッチング不足など加工上の不具合が生じることがある。この場合、アライメントマークが多角形の場合、角部分が丸められることがある。この場合加工上の不具合が等方的に生じるため、とくに円形状を有するアライメントマークを用いることで、画像の収縮処理や膨張処理の操作により、本来の形状に近づけて認識することができる。また、撮像時の境界線のぼやけや、２値化しきい値における画像のずれも解決することができるので好ましい。
【００２３】
本発明のアライメントマークの認識方法の具体的な手順を次に説明する。まず、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を求める。フェレー径の最大値はランダムに抽出した１００個程度の粒子の観察を行い、粒子のフェレー径を算出し、その中で最も大きい値とする。次いで、画像処理に必要な樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値の情報とアライメントマークのパターンの画像情報（基準パターン）を記憶しておく。次に、観察カメラを用いて樹脂層が形成された基板のアライメントマークを撮像し、その画像データを取り込む。図１は撮像したものを示したものである。撮像の際、アライメントマークのフェレー径と粒子のフェレー径の最大値がわかっているため、画像の解像度は所定の範囲内となるよう設定することができる。取り込んだ画像は、適切なしきい値にもとづき「０」、「１」からなる２値のデータとして変換される。変換された状態を示したものが図３、４である。２値化を行うときのしきい値については、あらかじめ登録しておくことが可能である。
【００２４】
図３は２値化する際に粒子とアライメントマークに同じ値（粒子、アライメントマークのいずれも「１」）を適用した場合、図４は２値化する際に粒子とアライメントマークに各々異なる値（例えば粒子を「０」、アライメントマークを「１」とする）を適用した場合を表している。
【００２５】
図３の場合、粒子のフェレー径の最大値に対応した画素数分のステップだけ、画像の収縮処理を行うとアライメントマークに重ならない部分の粒子の情報（雑音）はすべて消去され、アライメントマークに重なっていた部分についても、消去することができる。収縮処理によって雑音が除去された状態を示したものが図５である。収縮処理の回数は、１画素あたりの実サイズＲを計算し粒子の最大のフェレー径Ｌに対応する画素数を算出し、得られた画素数分の収縮処理を行う。次いで、収縮処理された画像をまた画素数分のステップだけ膨張させるとアライメントマークだけが残ることになる。図５を膨張処理したものが図７である。
【００２６】
また図４の場合、図３の場合とは収縮、膨張処理の順序が異なり、まず粒子のフェレー径の最大値に対応した画素数分のステップだけ画像の膨張処理を行う。膨張処理によって雑音が除去された状態を示したものが図６である。次いで図６を収縮処理したものが図７である。
【００２７】
アライメントマークの形成時にエッチング不足やオーバーエッチングが生じていた場合にも、上記の膨張処理および収縮処理の後、さらに収縮または膨張処理の回数のいずれかを調整することにより、基準となるアライメントマークとの一致度を向上させることができる。
【００２８】
ここで、基板のアライメントマークの形状があらかじめ記憶されているアライメントマークの基準パターンの形状に一致するかを判断するため、パターンマッチングを行う。パターン一致度の評価は、例えば、基準パターンとアライメントマークの各画素の値（１か０）を比較し、不一致である画素の個数Ａをカウントする。基準パターンの位置を移動させていき、Ａが最小となる値を求め、（｜Ｂ−Ａ｜／Ｂ）×１００％と算出することができる。Ｂは基準パターンを形成する画素の数である。
【００２９】
本発明において、アライメントマークを形成する材料は、レジストや各種の配線パターンなどを加工した金属材料、基板を加工したものなど、とくに限定されない。
【００３０】
また、樹脂層に用いられる粒子としては、ニッケル、銅、銀などの各種金属粉、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムなどの金属酸化物微粒子、硬度の高いカーボン粒子やポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマー粒子、ガラス繊維、さらにはこれらの粒子に金被覆したものや金−ニッケル２層被覆したものが用いられる。金めっきしたポリマーや固体の金、銀、銅、錫ベースの合金なども使われる。
【００３１】
例えば、樹脂層としては接着剤や樹脂中に導電性粒子を均一に分散したＡＣＦ（異方導電性接着フィルム）や、ＡＣＰ（異方導電性接着ペースト）がある。本発明のアライメントマークの認識方法は、光の透過率が５０％未満の粒子を含む樹脂層にとって、有効に働く。
【００３２】
本発明のアライメントマークの認識方法が適用される樹脂層に用いられる樹脂の光の透過率は５０％以上であることが好ましい。観察時のコントラスト比を大きくするという観点から、樹脂の光の透過率は、できるだけ大きいことが好ましい。
【００３３】
樹脂層に用いられる樹脂の具体例としては、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、ポリイミド系などがあるが、主に接着性などの点でエポキシ系を好ましく用いることができる。
【００３４】
本発明は、ＡＣＦを半導体チップと基板の接続に用いたものに応用することができ、例えばＬＣＤパネルとＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）、液晶駆動用などのＩＣ、フィルム回路基板、あるいはフィルム回路基板やＴＣＰとＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の電気的接続及び接着などに広く用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
４インチのシリコンウェハ上全面に膜厚１４ｎｍのＮｉ-Ｃｒ、１００ｎｍの銅の順にスパッタリング成膜を行った。さらに電解銅めっきを行い膜厚５μｍの金属層を形成し、サブトラクティブ法によってパターン加工を行い、線幅２５μｍ、長さ１５０μｍの「＋」形状のアライメントマークを作製した。アライメントマークのフェレー径は、１５０μｍである。このアライメントマークをＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡（オリンパス（株）製、ＭＸ６１Ｌ）で観察し、解像度２０００×２０００で２００μｍ×２００μｍの視野の画像を取り込み、さらに２５６階調の濃淡画像からしきい値１２８のところで２値化することにより、参照となるアライメントマーク画像の基準パターンを作製した。
【００３７】
次に、アライメントマーク上を覆うように、樹脂層として厚さ１８μｍの異方導電性フィルムをシリコンウェハに貼り付けた。異方導電性フィルムには、樹脂に金を被覆した粒子径５μｍの球状の粒子が１５体積％となるよう充填されている。また粒子の粒子径は、異方導電性フィルムをシリコンウェハに貼る前に、光学顕微鏡を用いて異方導電性フィルム中のランダムに抽出した１００個の粒子を観察し、その１００個の粒子の粒子径の平均値である。また、光学顕微鏡を用いて異方導電性フィルム中のランダムに抽出した１００個の粒子を観察し、その中で最大のフェレー径を求めたところ、５．５μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は３０２５画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなので、フェレー径に対応する画素数は５５である。
【００３８】
光学顕微鏡を用い、樹脂層を介してアライメントマークを観察し、基準パターンの作製と同様に２値化したアライメントマーク画像を作製した。２値化に用いたしきい値は１８０であり、粒子とアライメントマークは同一の値を用いて２値化された。このアライメントマーク画像において、８近傍の画素を対象として収縮処理を５５ステップ行い、続いて膨張処理を５５ステップ行った。アライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９７％であった。パターン一致度の評価は、基準パターンとアライメントマークの各画素の値（１か０）を比較し、不一致である画素の個数Ａをカウントしながら基準パターンの位置を移動させていき、Ａが最小となる値を求め、（｜Ｂ−Ａ｜／Ｂ）×１００％と算出した。Ｂは基準パターンを形成する画素の数である。
【００３９】
実施例２
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、アライメントマークのフェレー径を１２０μｍとした以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。
【００４０】
またフェレー径の最大値を求めたところ、２０．７μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は４２８４９画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は２０７である。収縮処理を２０７ステップ行い、続いて膨張処理を２０７ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９２％であった。
【００４１】
実施例３
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、アライメントマークのフェレー径を８０μｍとした以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。
【００４２】
またフェレー径の最大値を求めたところ、２０．７μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は４２８４９画素であり、フェレー径の最大値に対応する画素数は２０７である。収縮処理を２０７ステップ行い、続いて膨張処理を同じ２０７ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８３％であった。
【００４３】
実施例４
解像度を３２０×３２０とした以外は、実施例１と同様に基準パターンを作製した。
粒子１個あたりの画素数が８１画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．６μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は９である。収縮処理を９ステップ行い、続いて膨張処理を同じ９ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８０％であった。
【００４４】
実施例５
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、粒子１個あたりの画素数が１０２４００画素となるように、解像度を設定した他は、実施例４と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、２０．８μｍだった。撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．０６５μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は３２０である。この状態で、実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８１％であった。ただし、アライメントマーク全体を表示するための解像度が大きくなったため、カメラの視野内にアライメントマーク全体を収めることができなかった。
【００４５】
比較例１
収縮処理および膨張処理を行わない以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。アライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が７６％であった。
【００４６】
実施例６
粒子径５μｍの粒子を粒子径０．５μｍの粒子に換えた以外は、実施例１と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、０．６μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は３６画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は６である。収縮処理を６ステップ行い、続いて膨張処理を６ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９６％であった。
【００４７】
次に４インチのシリコンウェハ上全面に膜厚１４ｎｍのＮｉ−Ｃｒ、１００ｎｍの銅の順にスパッタリング成膜を行った。さらに電解銅めっきを行い膜厚５μｍの金属層を形成し、サブトラクティブ法によって５０μｍピッチのストライプ状の電極パターンを形成した。次に、長手方向がストライプ状の電極と平行になるように、シリコンウェハを２ｃｍ×３ｃｍの大きさにカットし、ストライプ状電極付き基板を得た。この基板を２枚作製し、一方の基板上にストライプ状の電極を覆うように、厚さ１８μｍの異方導電性フィルムを基板の中心２ｃｍ×２．５ｃｍの部分に貼り付けた。すなわち、ストライプ状電極の端部が露出した状態で異方導電性フィルムが貼り付けられている。また、異方導電性フィルムには、粒子径０．５μｍの球状の銀粒子が１５体積％となるよう充填されている。次に、この異方導電性フィルムの両面にストライプ状電極が貼り合わさるよう、また、ストライプ状電極が互いに垂直方向となるように、もう一方の基板を中心２ｃｍ×２ｃｍの部分で貼り合わせた。
【００４８】
０．０１ＭＰａの圧力で圧着し貼り合わせた２つの基板の任意の電極を１つずつ選びデジタルマルチメーター（（株）カスタム製、ＣＤＭ−０３Ｄ）を用いて両電極間の抵抗値を測定したところ、両電極間の抵抗は測定器の測定限界以上となり、電気的接続を行うことができなかった。
【００４９】
実施例７
粒子径５μｍの粒子を粒子径２５μｍの粒子に換えた以外は、実施例１と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、２５．６μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は６５５３６画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は２５６である。収縮処理を２５６ステップ行い、続いて膨張処理を２５６ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９３％であった。
【００５０】
次に実施例６と同様にして、ストライプ状電極付き基板上にストライプ状の電極を覆うように、厚さ１８μｍの異方導電性フィルムを基板の中心２ｃｍ×２．５ｃｍの部分に貼り付けた。すなわち、ストライプ状電極の端部が露出した状態で異方導電性フィルムが貼り付けられている。また、異方導電性フィルムには、樹脂に金を被覆した粒子径２５μｍの球状の粒子が１５体積％となるよう充填されている。次に、２ｃｍ×３ｃｍの大きさにカットしたガラス基板を、この異方導電性フィルム付き基板と中心２ｃｍ×２ｃｍの部分で貼り合わせた。
【００５１】
実施例６と同様にして、電極間の抵抗値を測定したところ、両電極間が導通してしまった。
【００５２】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の認識方法を適用するアライメントマークの観察像
【図２】本発明における粒子のフェレー径の説明図
【図３】図１のアライメントマークの観察像を２値化で表した図（粒子とアライメントマークが同じ値の場合）
【図４】図１のアライメントマークの観察像を２値化で表した図（粒子とアライメントマークが異なる値の場合）
【図５】図３を得られた画素数分だけ収縮処理し、雑音を除去した図
【図６】図４を得られた画素数分だけ膨張処理し、雑音を除去した図
【図７】図５を得られた画素数分だけ膨張処理した図（図６を得られた画素数分だけ収縮処理した図と同じ）
【符号の説明】
【００５４】
１ アライメントマーク（粒子に対し下部に位置する）
２ 粒子
３ 粒子のフェレー径
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイス、電子機器および半導体モジュール等における基板上のアライメントマークを認識する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などに用いられる実装技術の発展に伴い、駆動用ＩＣの配線の狭ピッチ化及び接続信頼性の向上が求められている。半導体チップと基板の各々の配線を接続する方法として、導電性粒子を接着剤中に均一に分散したフィルム状接着剤である異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を利用する方法があり、高密度の電気的接続配線が可能になっている（特許文献１参照）。
【０００３】
駆動用ＩＣチップと基板との接続にあたっては、両者の位置合せ（アライメント）を高精度に行う必要がある。すなわち、ＩＣチップ上のアライメントマークと配線を有する基板（回路基板）上のアライメントマークを検出し、ＩＣチップとそれを貼り付ける回路基板との位置あわせを精密かつ正確に行うことが重要となる。
【０００４】
アライメントマークの位置を検出する方法には、カメラ等で撮像したディジタル画像とあらかじめメモリーに記憶させておいた基準となるチップや基板上のアライメントマークとを比較することにより行う方法がある。この場合、撮像した画像の画像認識を行い、記憶してあるアライメントマーク画像と一致するか否かでアライメントマークの位置を検出する。たとえば、撮像した画像がＸ画素であれば、すべてのＸ画素に対して演算を行って特徴を抽出し、重心座標を求めることでアライメントマークの位置を求める。また基準となるアライメントマークのパターン情報と撮像した画像を各々２値化して比較し、アライメントマークの位置を検出する方法もある（特許文献２参照）。
【０００５】
アライメントマークの位置を直接検出する方法として、アライメントマークに光を当て、その反射光もしくは透過光からの光強度により、アライメントマークの位置を求めるものがある。またアライメントマークの検出の際に基準となるパターンと実際のアライメントマークとのずれ量が最小となるよう演算を行ってアライメントマークの位置を認識する方法や、位置合わせの際、アライメントマークの位置情報をディジタル化することにより生じるサンプリング誤差を低減する方法もある（特許文献３、４参照）。
【０００６】
しかし、カメラ等により撮像したアライメントマーク画像は、基板上のゴミや埃による雑音の混入や、アライメントマーク形成時のオーバーエッチングなどによるアライメントマーク形状の歪みなどの影響を受けることや、さらにＡＣＦをアライメントマーク上に形成した場合の図１に示すようなアライメントマークの一部が不透明な導電粒子により隠れてしまうこと、などから正確なアライメントマーク位置を特定できないことがあった。
【０００７】
一方で、画像認識の精度を向上させる方法として、画像上に生じた雑音の除去があり、２値化した画像の収縮処理や膨張処理によって除去する方法がある。撮像の際に生じる焦点ボケを検知するため、検出対象物のパターンの輪郭が収縮、膨張する度合いを画像認識で判定する方法もある。
【特許文献１】特開平２−２３３８７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平３−１２９４８１号公報（２頁目）
【特許文献３】特開平７−２２３０７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平１０−８２７４２号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体チップ、やガラス基板、フィルム基板などの間の接続にあたって、アライメントマークの形成時にエッチング不足やオーバーエッチングが生じた場合や、アライメントマーク上の一部に粒子等が存在する場合でも、アライメントマークを適切に認識でき、両者の位置合せを行うことができる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または前記画素数分だけ膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アライメントマーク上の一部に存在する粒子等の雑音を精度よく除去でき、正確なアライメントマーク位置を認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の最良の形態について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１２】
本発明のアライメントマークを有する部材は、例えば半導体ウェハ、半導体チップ、ガラスやフィルムなどの基板であり、アライメントマークの上に粒子と樹脂を含む樹脂層が形成されている（図１参照）。
【００１３】
このような樹脂層を介して、部材上に形成されたアライメントマークを観察した場合、図１のようにアライメントマーク１が粒子２と一体となって観察されることになる。粒子とアライメントマークのコントラスト比が大きく、かつ透明な基板を用いる場合には、基板の裏側から観察を行い、撮像した画像の２値化処理を行うことにより、両者を区別することができるが、樹脂層を介してアライメントマークを観察する場合には、たとえ粒子とアライメントマークのコントラスト比が大きくてもアライメントマークの形状を正確に認識することができない。
【００１４】
本発明のアライメントマークの認識方法は、図１のように粒子と一体となって観察されたアライメントマークの画像について２値化処理を行い、粒子のフェレー径の中で最大値に対応する画素数分を収縮処理、または膨張処理することにより、雑音の除去を行うものである。樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の中の最大値を算出しておくので、画像の収縮や膨張の度合いを前記最大値に対応する画素数分に決めることができるため、収縮処理や膨張処理が簡便に行え、さらにアライメントマーク画像からの雑音の除去が容易であるため、アライメントマークの認識を正確かつ精度よく行うことができる。なお、２値化されたアライメントマーク画像の収縮処理、または膨張処理は、後述にあるように、２値化の際のアライメントマークと粒子に適用される値が同じか、異なるかによって決定される。アライメントマークおよびその位置が認識できれば、収縮処理、もしくは膨張処理のどちらか一方のみでもよいが、好ましくは、例えば粒子のフェレー径の中で最大値に対応する画素数分を収縮処理した後に、前記画素数分だけ膨張処理を行う、あるいは前記画素数分だけ膨張処理をした後に、前記画素数分だけ収縮処理を行うというような２つの処理を併用する。この場合、２値化されたアライメントマーク画像の収縮処理、または膨張処理の順番は、後述にあるように、２値化の際のアライメントマークと粒子に適用される値が同じか、異なるかによって決定される。
【００１５】
フェレー径の最大値に対応する画素数とは、フェレー径の最大値をＬ、対応する画素数をＮとしたとき、Ｎ＝Ｌ／Ｒで表すことができる。なお、Ｒは撮像した画像の画素１個のサイズとする。たとえば、解像度１００×１００の画像で視野１００μｍ×１００μｍのサイズを撮像した場合、一画素のサイズＲは１μｍとなり、たとえば、解像度１００×１００の画像で視野５０μｍ×５０μｍのサイズを撮像した場合、一画素のサイズＲは０．５μｍとなる。得られたフェレー径の最大値が５．５μｍであれば、Ｒ＝０．１μｍのとき対応する画素数Ｎは５．５／０．１＝５５画素と算出され、Ｒ＝０．５μｍのとき対応する画素数Ｎは５．５／０．５＝１１画素と算出される。
【００１６】
２値化とは色の濃さを、あるしきい値を境に「１（白）」または「０（黒）」の値に変換して表現することである。しきい値とは、画像の階調を変換する場合の境界値のことであり、たとえば、濃淡画像が２５６階調でしきい値を１２８とした場合、１２８以上の階調はすべて「１」、１２８未満は「０」の画像に変換される。このような２値化を行うことにより、情報量を減少させて画像処理の負荷を軽減することができる。しきい値は、用いる粒子や樹脂、アライメントマーク材料の種類によって、また観察画像の明るさによって適宜決定することができる。
【００１７】
ここでは、アライメントマークの図形を縮める処理を収縮処理、膨らませる処理を膨張処理という。すなわち、収縮処理とはアライメントマークの図形の境界にある画素の値をすべて背景画素の値に変換して１画素分縮めることである。一方、膨脹処理とは、収縮処理とは逆にアライメントマークの図形の境界画素に接する背景画素の値を図形の画素の値に変換して１画素分膨らませることである。これらの収縮処理と膨張処理とをそれぞれ複数ステップ行ったり、互いに組み合わせることによって、２値化した画像中にある図形の雑音成分の除去が可能となる。具体的に、８近傍、すなわち隣接した８画素を対象とした収縮処理の場合、図形を「１」、背景を「０」で示すとすると、ある画素の隣接した８画素についていずれか一つでも「０」なら次のステップで「０」となる処理である。また、膨張処理では、ある画素の隣接した８画素についていずれか一つでも「１」なら次のステップで「１」となる。もう一回り外側の１６画素を考慮する等、様々な収縮処理、膨張処理ルールが適用可能である。また、上記の画像処理を行う前に、前処理として一般的な各種の空間フィルタ、すなわち、平滑化フィルタ、メディアンフィルタ、線やエッジを強調する微分フィルタ、ラプラシアンフィルタ等を用いることもできる。
【００１８】
粒子のフェレー径とは、図２のように粒子に外接するように長方形を描いた場合の辺のうち、長い方の長さである。粒子のフェレー径の最大値とは、画像中にある粒子のフェレー径の内、ランダムに抽出した１００個程度の粒子を観察し、粒子のフェレー径を算出し、その中で最も大きい値をとる。長方形の辺は、画像の水平、垂直に対して平行なものを用いる。
【００１９】
特にＡＣＦやＡＣＰ（異方導電性接着ペースト）用途では、平均フェレー径が１μｍ以上２０μｍ以下の粒子が好ましく用いられる。粒子の平均フェレー径が１μｍ以上あれば、部材間の電気的接続に十分であり、２０μｍ以下であれば隣り合った配線間が電気的にショートすることがなく狭ピッチの配線接続が可能である。
【００２０】
アライメントマークの大きさは、粒子を収縮処理および膨張処理により取り除いた際の誤差が小さくなるようアライメントマークのフェレー径が粒子のフェレー径の最大値よりも大きく５倍以上であり、さらに、位置合わせ精度が低くならないよう、また実装面積が小さくならないように１０００倍以下であることが好ましい。アライメントマークのフェレー径は、粒子のフェレー径と同様にアライメントマークに外接するように長方形を描いた場合の辺のうち、短い方の長さである。
【００２１】
アライメントマークの撮像には、例えば光学顕微鏡に取り付けたＣＣＤカメラを用いることができる。撮像の倍率は、サンプリングによる誤差の影響がでないよう、粒子を十分な画素数で表現するため１００画素以上となるよう設定することが好ましい。また、膨張や収縮などの画像処理による演算時間が大きくなりすぎないよう、１０００００画素以下にすることが好ましい。粒子１個あたり１０００００画素よりも多く、高解像度で撮像しておき、後から画像処理を行って解像度を落とすこともできる。したがって、撮像する実視野のサイズにもよるが、使用するカメラの有効画素数は、１画素あたりの分解能が０．１μｍ以下となるようなものを用いることが好ましい。
【００２２】
アライメントマークの形状としては、特に限定されず様々な形状のアライメントマークを使用することが可能である。アライメントマークの加工プロセスにおいては、通常フォトリソグラフィーなどを用いることが多く、オーバーエッチングやエッチング不足など加工上の不具合が生じることがある。この場合、アライメントマークが多角形の場合、角部分が丸められることがある。この場合加工上の不具合が等方的に生じるため、とくに円形状を有するアライメントマークを用いることで、画像の収縮処理や膨張処理の操作により、本来の形状に近づけて認識することができる。また、撮像時の境界線のぼやけや、２値化しきい値における画像のずれも解決することができるので好ましい。
【００２３】
本発明のアライメントマークの認識方法の具体的な手順を次に説明する。まず、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を求める。フェレー径の最大値はランダムに抽出した１００個程度の粒子の観察を行い、粒子のフェレー径を算出し、その中で最も大きい値とする。次いで、画像処理に必要な樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値の情報とアライメントマークのパターンの画像情報（基準パターン）を記憶しておく。次に、観察カメラを用いて樹脂層が形成された基板のアライメントマークを撮像し、その画像データを取り込む。図１は撮像したものを示したものである。撮像の際、アライメントマークのフェレー径と粒子のフェレー径の最大値がわかっているため、画像の解像度は所定の範囲内となるよう設定することができる。取り込んだ画像は、適切なしきい値にもとづき「０」、「１」からなる２値のデータとして変換される。変換された状態を示したものが図３、４である。２値化を行うときのしきい値については、あらかじめ登録しておくことが可能である。
【００２４】
図３は２値化する際に粒子とアライメントマークに同じ値（粒子、アライメントマークのいずれも「１」）を適用した場合、図４は２値化する際に粒子とアライメントマークに各々異なる値（例えば粒子を「０」、アライメントマークを「１」とする）を適用した場合を表している。
【００２５】
図３の場合、粒子のフェレー径の最大値に対応した画素数分のステップだけ、画像の収縮処理を行うとアライメントマークに重ならない部分の粒子の情報（雑音）はすべて消去され、アライメントマークに重なっていた部分についても、消去することができる。収縮処理によって雑音が除去された状態を示したものが図５である。収縮処理の回数は、１画素あたりの実サイズＲを計算し粒子の最大のフェレー径Ｌに対応する画素数を算出し、得られた画素数分の収縮処理を行う。次いで、収縮処理された画像をまた画素数分のステップだけ膨張させるとアライメントマークだけが残ることになる。図５を膨張処理したものが図７である。
【００２６】
また図４の場合、図３の場合とは収縮、膨張処理の順序が異なり、まず粒子のフェレー径の最大値に対応した画素数分のステップだけ画像の膨張処理を行う。膨張処理によって雑音が除去された状態を示したものが図６である。次いで図６を収縮処理したものが図７である。
【００２７】
アライメントマークの形成時にエッチング不足やオーバーエッチングが生じていた場合にも、上記の膨張処理および収縮処理の後、さらに収縮または膨張処理の回数のいずれかを調整することにより、基準となるアライメントマークとの一致度を向上させることができる。
【００２８】
ここで、基板のアライメントマークの形状があらかじめ記憶されているアライメントマークの基準パターンの形状に一致するかを判断するため、パターンマッチングを行う。パターン一致度の評価は、例えば、基準パターンとアライメントマークの各画素の値（１か０）を比較し、不一致である画素の個数Ａをカウントする。基準パターンの位置を移動させていき、Ａが最小となる値を求め、（｜Ｂ−Ａ｜／Ｂ）×１００％と算出することができる。Ｂは基準パターンを形成する画素の数である。
【００２９】
本発明において、アライメントマークを形成する材料は、レジストや各種の配線パターンなどを加工した金属材料、基板を加工したものなど、とくに限定されない。
【００３０】
また、樹脂層に用いられる粒子としては、ニッケル、銅、銀などの各種金属粉、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムなどの金属酸化物微粒子、硬度の高いカーボン粒子やポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマー粒子、ガラス繊維、さらにはこれらの粒子に金被覆したものや金−ニッケル２層被覆したものが用いられる。金めっきしたポリマーや固体の金、銀、銅、錫ベースの合金なども使われる。
【００３１】
例えば、樹脂層としては接着剤や樹脂中に導電性粒子を均一に分散したＡＣＦ（異方導電性接着フィルム）や、ＡＣＰ（異方導電性接着ペースト）がある。本発明のアライメントマークの認識方法は、光の透過率が５０％未満の粒子を含む樹脂層にとって、有効に働く。
【００３２】
本発明のアライメントマークの認識方法が適用される樹脂層に用いられる樹脂の光の透過率は５０％以上であることが好ましい。観察時のコントラスト比を大きくするという観点から、樹脂の光の透過率は、できるだけ大きいことが好ましい。
【００３３】
樹脂層に用いられる樹脂の具体例としては、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、ポリイミド系などがあるが、主に接着性などの点でエポキシ系を好ましく用いることができる。
【００３４】
本発明は、ＡＣＦを半導体チップと基板の接続に用いたものに応用することができ、例えばＬＣＤパネルとＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）、液晶駆動用などのＩＣ、フィルム回路基板、あるいはフィルム回路基板やＴＣＰとＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の電気的接続及び接着などに広く用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
４インチのシリコンウェハ上全面に膜厚１４ｎｍのＮｉ-Ｃｒ、１００ｎｍの銅の順にスパッタリング成膜を行った。さらに電解銅めっきを行い膜厚５μｍの金属層を形成し、サブトラクティブ法によってパターン加工を行い、線幅２５μｍ、長さ１５０μｍの「＋」形状のアライメントマークを作製した。アライメントマークのフェレー径は、１５０μｍである。このアライメントマークをＣＣＤカメラ付きの光学顕微鏡（オリンパス（株）製、ＭＸ６１Ｌ）で観察し、解像度２０００×２０００で２００μｍ×２００μｍの視野の画像を取り込み、さらに２５６階調の濃淡画像からしきい値１２８のところで２値化することにより、参照となるアライメントマーク画像の基準パターンを作製した。
【００３７】
次に、アライメントマーク上を覆うように、樹脂層として厚さ１８μｍの異方導電性フィルムをシリコンウェハに貼り付けた。異方導電性フィルムには、樹脂に金を被覆した粒子径５μｍの球状の粒子が１５体積％となるよう充填されている。また粒子の粒子径は、異方導電性フィルムをシリコンウェハに貼る前に、光学顕微鏡を用いて異方導電性フィルム中のランダムに抽出した１００個の粒子を観察し、その１００個の粒子の粒子径の平均値である。また、光学顕微鏡を用いて異方導電性フィルム中のランダムに抽出した１００個の粒子を観察し、その中で最大のフェレー径を求めたところ、５．５μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は３０２５画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなので、フェレー径に対応する画素数は５５である。
【００３８】
光学顕微鏡を用い、樹脂層を介してアライメントマークを観察し、基準パターンの作製と同様に２値化したアライメントマーク画像を作製した。２値化に用いたしきい値は１８０であり、粒子とアライメントマークは同一の値を用いて２値化された。このアライメントマーク画像において、８近傍の画素を対象として収縮処理を５５ステップ行い、続いて膨張処理を５５ステップ行った。アライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９７％であった。パターン一致度の評価は、基準パターンとアライメントマークの各画素の値（１か０）を比較し、不一致である画素の個数Ａをカウントしながら基準パターンの位置を移動させていき、Ａが最小となる値を求め、（｜Ｂ−Ａ｜／Ｂ）×１００％と算出した。Ｂは基準パターンを形成する画素の数である。
【００３９】
実施例２
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、アライメントマークのフェレー径を１２０μｍとした以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。
【００４０】
またフェレー径の最大値を求めたところ、２０．７μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は４２８４９画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は２０７である。収縮処理を２０７ステップ行い、続いて膨張処理を２０７ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９２％であった。
【００４１】
実施例３
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、アライメントマークのフェレー径を８０μｍとした以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。
【００４２】
またフェレー径の最大値を求めたところ、２０．７μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は４２８４９画素であり、フェレー径の最大値に対応する画素数は２０７である。収縮処理を２０７ステップ行い、続いて膨張処理を同じ２０７ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８３％であった。
【００４３】
実施例４
解像度を３２０×３２０とした以外は、実施例１と同様に基準パターンを作製した。
粒子１個あたりの画素数が８１画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．６μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は９である。収縮処理を９ステップ行い、続いて膨張処理を同じ９ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８０％であった。
【００４４】
実施例５
粒子径５μｍの粒子を粒子径２０μｍの粒子に換えて、粒子１個あたりの画素数が１０２４００画素となるように、解像度を設定した他は、実施例４と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、２０．８μｍだった。撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．０６５μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は３２０である。この状態で、実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が８１％であった。ただし、アライメントマーク全体を表示するための解像度が大きくなったため、カメラの視野内にアライメントマーク全体を収めることができなかった。
【００４５】
比較例１
収縮処理および膨張処理を行わない以外は、実施例１と同様に基準パターンと、アライメントマーク画像を作製した。アライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が７６％であった。
【００４６】
実施例６
粒子径５μｍの粒子を粒子径０．５μｍの粒子に換えた以外は、実施例１と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、０．６μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は３６画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は６である。収縮処理を６ステップ行い、続いて膨張処理を６ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９６％であった。
【００４７】
次に４インチのシリコンウェハ上全面に膜厚１４ｎｍのＮｉ−Ｃｒ、１００ｎｍの銅の順にスパッタリング成膜を行った。さらに電解銅めっきを行い膜厚５μｍの金属層を形成し、サブトラクティブ法によって５０μｍピッチのストライプ状の電極パターンを形成した。次に、長手方向がストライプ状の電極と平行になるように、シリコンウェハを２ｃｍ×３ｃｍの大きさにカットし、ストライプ状電極付き基板を得た。この基板を２枚作製し、一方の基板上にストライプ状の電極を覆うように、厚さ１８μｍの異方導電性フィルムを基板の中心２ｃｍ×２．５ｃｍの部分に貼り付けた。すなわち、ストライプ状電極の端部が露出した状態で異方導電性フィルムが貼り付けられている。また、異方導電性フィルムには、粒子径０．５μｍの球状の銀粒子が１５体積％となるよう充填されている。次に、この異方導電性フィルムの両面にストライプ状電極が貼り合わさるよう、また、ストライプ状電極が互いに垂直方向となるように、もう一方の基板を中心２ｃｍ×２ｃｍの部分で貼り合わせた。
【００４８】
０．０１ＭＰａの圧力で圧着し貼り合わせた２つの基板の任意の電極を１つずつ選びデジタルマルチメーター（（株）カスタム製、ＣＤＭ−０３Ｄ）を用いて両電極間の抵抗値を測定したところ、両電極間の抵抗は測定器の測定限界以上となり、電気的接続を行うことができなかった。
【００４９】
実施例７
粒子径５μｍの粒子を粒子径２５μｍの粒子に換えた以外は、実施例１と同様に行った。フェレー径の最大値を求めたところ、２５．６μｍだった。解像度２０００×２０００における粒子１個あたりの画素数は６５５３６画素であり、撮像した画像の画素１個あたりの実サイズが０．１μｍなのでフェレー径の最大値に対応する画素数は２５６である。収縮処理を２５６ステップ行い、続いて膨張処理を２５６ステップ行った。実施例１と同様にしてアライメントマーク画像と基準パターンのテンプレートパターンマッチングを行ったところ、一致度が９３％であった。
【００５０】
次に実施例６と同様にして、ストライプ状電極付き基板上にストライプ状の電極を覆うように、厚さ１８μｍの異方導電性フィルムを基板の中心２ｃｍ×２．５ｃｍの部分に貼り付けた。すなわち、ストライプ状電極の端部が露出した状態で異方導電性フィルムが貼り付けられている。また、異方導電性フィルムには、樹脂に金を被覆した粒子径２５μｍの球状の粒子が１５体積％となるよう充填されている。次に、２ｃｍ×３ｃｍの大きさにカットしたガラス基板を、この異方導電性フィルム付き基板と中心２ｃｍ×２ｃｍの部分で貼り合わせた。
【００５１】
実施例６と同様にして、電極間の抵抗値を測定したところ、両電極間が導通してしまった。
【００５２】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の認識方法を適用するアライメントマークの観察像
【図２】本発明における粒子のフェレー径の説明図
【図３】図１のアライメントマークの観察像を２値化で表した図（粒子とアライメントマークが同じ値の場合）
【図４】図１のアライメントマークの観察像を２値化で表した図（粒子とアライメントマークが異なる値の場合）
【図５】図３を得られた画素数分だけ収縮処理し、雑音を除去した図
【図６】図４を得られた画素数分だけ膨張処理し、雑音を除去した図
【図７】図５を得られた画素数分だけ膨張処理した図（図６を得られた画素数分だけ収縮処理した図と同じ）
【符号の説明】
【００５４】
１ アライメントマーク（粒子に対し下部に位置する）
２ 粒子
３ 粒子のフェレー径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または前記画素数分だけ膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法。
【請求項２】
アライメントマーク画像にある樹脂層の粒子が、粒子１個あたり１００画素以上１０００００画素以下で撮像されている請求項１記載のアライメントマークの認識方法。
【請求項３】
樹脂層の粒子のフェレー径の最大値が１μｍ以上２０μｍ以下であり、かつアライメントマークのフェレー径が、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値の５倍以上１０００倍以下である請求項１記載のアライメントマークの認識方法。
【請求項１】
アライメントマークを有する部材上に、粒子を含有する樹脂層が形成され、樹脂層を介して撮像したアライメントマーク画像にもとづいてアライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法であって、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値を算出し、次いで撮像したアライメントマーク画像を２値化した後、２値化されたアライメントマーク画像を、粒子のフェレー径の最大値に対応する画素数分だけ収縮する処理、または前記画素数分だけ膨張する処理を有し、２値化されたアライメントマーク画像から雑音を除去し、アライメントマークの位置を検出するアライメントマークの認識方法。
【請求項２】
アライメントマーク画像にある樹脂層の粒子が、粒子１個あたり１００画素以上１０００００画素以下で撮像されている請求項１記載のアライメントマークの認識方法。
【請求項３】
樹脂層の粒子のフェレー径の最大値が１μｍ以上２０μｍ以下であり、かつアライメントマークのフェレー径が、樹脂層に含まれる粒子のフェレー径の最大値の５倍以上１０００倍以下である請求項１記載のアライメントマークの認識方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０１９６２（Ｐ２００８−１０１９６２Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８３４０９（Ｐ２００６−２８３４０９）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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