CN114253095A - 基板位置检测方法、描绘方法、基板位置检测装置及描绘装置 - Google Patents

基板位置检测方法、描绘方法、基板位置检测装置及描绘装置 Download PDF

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CN114253095A CN202111107330.7A CN202111107330A CN114253095A CN 114253095 A CN114253095 A CN 114253095A CN 202111107330 A CN202111107330 A CN 202111107330A CN 114253095 A CN114253095 A CN 114253095A
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Abstract

本发明提供一种基板位置检测方法，包括：保持具有多个基板要素的基板的工序(步骤S11)，多个所述基板要素分别由格子状的预定分割线划分为矩形；分别拍摄选自多个基板要素的两个以上的选择基板要素并获取两个以上的拍摄图像的工序(步骤S12)；使用标准图像对两个以上的所述拍摄图像的每一个进行图案匹配，从而，分别求出两个以上的所述选择基板要素的位置，并检测基板的位置的工序(步骤S13)，多个基板要素分别具有在大致矩形的区域外缘的内侧形成有规定图案的图案区域。标准图像是在区域外缘的各边去除角部而设定的线段的集合。由此，能够容易且高准确度地进行基板的位置检测。

Description

基板位置检测方法、描绘方法、基板位置检测装置及描绘装置
技术领域
本发明涉及一种检测基板位置的技术。
[相关申请参考]
本申请主张2020年9月23日提出申请的日本专利申请JP2020-158301的优选权，该申请全部公开内容编入本申请。
背景技术
以往，通过向形成于半导体基板、印刷电路，或者有机EL显示装置或液晶显示装置用玻璃基板等(以下，称作“基板”。)的感光材料照射光来描绘图案。在进行这种描绘的描绘装置中执行对准处理，即，拍摄设置在基板上的对准标记，根据拍摄结果自动调节图案的描绘位置。
近年来，在半导体封装用基板中，为了增加一张基板可采取的封装数量，需要削减用于配置对准标记的空间。为此，采用了在基板上不设置对准专用标记，而将基板上的部分图案用作对准标记的方式。在该情况下，该图案中用作对准标记的部分需要具有独特形状并在基板上具备一定数量。但是，从图案中确定满足这种条件的部分需要繁杂的操作，另外，图案中也未必存在满足条件的部分。
另一方面，日本特表2013-520825号公报(文献1)提出，在描绘装置上对主表面上配置有多个裸片的基板等工件进行对准时，将工件的边缘部、角部，或者，标准裸片的边缘部、角部用作标准特征。
但是，在半导体封装用基板中，形成封装的矩形区域的角部会具有不规则的形状，例如进行倒角，或者，切出小的矩形等。该角部的形状会因各基板而不同，也会在一张基板上的多个矩形区域中形状不同。因此，即使通过图案匹配检测该矩形区域并将其用作对准标记，仍存在图案匹配用样板与该矩形区域的角部不一致而无法检测或误检测的可能性。
发明内容
本发明优选的一个方式的基板位置检测方法包括：工序a)，保持具有多个基板要素的基板，多个所述基板要素分别由格子状的预定分割线划分为矩形；工序b)，分别拍摄两个以上的选择基板要素并获取两个以上的拍摄图像，两个以上的所述选择基板要素选自多个所述基板要素；工序c)，使用标准图像对两个以上的所述拍摄图像的每一个进行图案匹配，从而分别求出两个以上的所述选择基板要素的位置，并检测基板的位置，多个所述基板要素分别具有在大致矩形的区域外缘的内侧形成规定图案的图案区域，所述标准图像是在所述区域外缘的各边去除角部而设定的线段的集合。
根据上述基板位置检测方法，能够容易且高准确度地进行基板的位置检测。
优选地，所述标准图像包括所述区域外缘的所述各边中的最长的线段。
优选地，在所述标准图像中，所述区域外缘的所述各边中的线段与所述各边的和其他边的假想交点离开所述各边长度的10％以上。
优选地，在所述工序c)中，在与所述标准图像进行图案匹配前，对两个以上的所述拍摄图像进行闭处理。
优选地，在所述工序b)中，一次拍摄能够获取的可拍摄区域的大小比所述各选择基板要素小，两个以上的所述拍摄图像分别通过将在所述工序b)中多次拍摄得到的多个部分图像合成于基底图像上而生成，在多个所述部分图像的周围的所述基底图像的像素值与多个所述部分图像整体的平均像素值之差小于为了使所述图案区域区别于背景区域而设定的像素值的差。
优选地，在所述工序b)中获取的拍摄图像仅包括选择基板要素的一部分的情况下，在所述工序c)中，以在所述拍摄图像的周围附加框状的扩展图像的状态进行所述图案匹配，所述拍摄图像的周围的所述扩展图像的像素值与所述拍摄图像整体的平均像素值之差小于用于将所述图案区域区别于背景区域而设定的像素值的差。
优选地，在所述工序b)中获取的拍摄图像仅包括选择基板要素的一部分的情况下，取代所述工序c)，或者，在所述工序c)后，就所述基板是错误基板进行通知。
本发明用作对基板进行描绘的描绘方法。本发明的一个优选方式的描绘方法包括：工序d)，通过权利要求1至7任一项所述基板位置检测方法检测基板的位置；工序e)，根据所述工序d)中检测到的所述基板的位置，调节描绘位置，并对所述基板的多个所述基板要素照射光，进行描绘。
本发明用作检测基板的位置的基板位置检测装置。本发明的一个优选方式的基板位置检测装置具有：基板保持部，保持具有多个基板要素的基板，多个所述基板要素分别由格子状的预定分割线划分为矩形；拍摄部，分别拍摄选自多个所述基板要素的两个以上的选择基板要素并获取两个以上的拍摄图像；检测部，使用标准图像对两个以上的所述拍摄图像的每一个进行图案匹配，从而分别求出两个以上的所述选择基板要素的位置，并检测所述基板的位置。多个所述基板要素分别具有在大致矩形的区域外缘内侧形成规定图案的图案区域，所述标准图像是在所述区域外缘的各边去除角部而设定的线段的集合。
本发明用作对基板进行描绘的描绘装置。本发明的一个优选方式的描绘装置具有：上述基板位置检测装置；描绘部，对基板照射光并进行描绘；描绘控制部，根据所述基板位置检测装置检测到的所述基板的位置，控制所述描绘部，从而，调节描绘位置，并对所述基板的多个所述基板要素进行描绘。
上述目的及其他目的、特征、方式和优点，参考所附附图并通过下述的本发明的详细说明将会变得更加明确。
附图说明
图1是表示一实施方式的描绘装置的立体图。
图2是表示基板的俯视图。
图3是表示控制部所具有的计算机的结构的图。
图4是表示控制部的功能的框图。
图5是表示对基板描绘图案的流程的图。
图6是表示基板的俯视图。
图7是表示拍摄图像的图。
图8是表示比较例的标准图像的图。
图9是表示标准图像的图。
图10A是表示选择基板要素的一部分的放大图。
图10B是表示闭处理后的选择基板要素的一部分的放大图。
图11A是表示选择基板要素的一部分的放大图。
图11B是表示闭处理后的选择基板要素的一部分的放大图。
图12A是表示选择基板要素的一部分的放大图。
图12B是表示闭处理后的选择基板要素的一部分的放大图。
图12C是表示标准图像的图。
图13是表示拍摄图像的其他例子的图。
图14A是表示拍摄图像和扩展图像的图。
图14B是表示拍摄图像和扩展图像的图。
图15是表示拍摄图像的其他例子的图。
附图标记的说明：
1描绘装置
3拍摄部
4描绘部
5基板位置检测装置
9基板
21载物台
71标准图像
72、72a、72b线段
73假想顶点
81拍摄图像
82扩展图像
83部分图像
84基底图像
93预定分割线
94基板要素
94a选择基板要素
95图案区域
113检测部
114描绘控制部
951区域外缘
S11～S14步骤
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的描绘装置1的立体图。描绘装置1是一种直接描绘装置，其向基板9上的感光材料照射空间调制后的大致光束状的光，通过在基板9上扫描该光的照射区域来进行图案的描绘。在图1中，用箭头将相互垂直的三个方向表示为X方向、Y方向和Z方向。在图1所示例子中，X方向和Y方向是相互垂直的水平方向，Z方向是铅垂方向。其他附图相同。
图2是表示基板9的(+Z)侧的主表面(以下，也称作“上表面91”。)的俯视图。基板9例如是俯视时大致矩形的板状构件。基板9例如是半导体封装用基板。基板9的上表面91上，由感光材料形成的抗蚀剂膜设置在铜层上。在描绘装置1中，在基板9的该抗蚀剂膜上描绘(即，形成)电路图案。此外，可以对基板9的种类和形状等进行各种各样的变换。
图2所例示的基板9具有由格子状的预定分割线93划分成分别为大致矩形的多个基板要素94。在图2所示例子中，各个基板要素94为大致正方形。多个基板要素94沿X方向及Y方向配置为矩阵状。在描绘装置1的图案描绘之后的工序中，在多个基板要素94分别安装芯片构件等并进行半导体封装后，沿着预定分割线93进行分割。在图2中，将各个基板要素94描绘得大于实际大小，将基板要素94的数量描绘得少于实际数量。在基板9上，不设置后述的位置检测处理(即，对准处理)专用的对准标记。
如图1所示，描绘装置1具有载物台21、载物台移动机构22、拍摄部3、描绘部4、控制部10。控制部10控制载物台移动机构22、拍摄部3和描绘部4等。载物台21是一个大致平板状的基板保持部，其在拍摄部3和描绘部4的下方(即，(-Z)侧)，从下侧保持水平状态的基板9。载物台21例如是一个对基板9的下表面进行吸附并保持的真空卡盘。载物台21可以是真空卡盘之外的结构。载置于载物台21上的基板9的上表面91与Z方向大致垂直，且与X方向和Y方向大致平行。
载物台移动机构22是一个使载物台21相对于拍摄部3和描绘部4沿水平方向(即，与基板9的上表面91大致平行的方向)移动的移动机构。载物台移动机构22具有第一移动机构23和第二移动机构24。第二移动机构24使载物台21沿导轨在X方向上直线移动。第一移动机构23使载物台21与第二移动机构24一起沿导轨在Y方向上直线移动。第一移动机构23和第二移动机构24的驱动源例如是线性伺服电机，或者，是将电机安装于滚珠螺杆而成的构件。可以对第一移动机构23和第二移动机构24的结构进行各种各样的变换。
在描绘装置1中，可以设置以沿Z方向延伸的转动轴为中心使载物台21转动的载物台转动机构。另外，可以在描绘装置1上设置使载物台21沿Z方向移动的载物台升降机构。作为载物台转动机构，例如能够使用伺服电机。作为载物台升降机构，例如能够使用线性伺服电机。可以对载物台转动机构和载物台升降机构的结构进行各种各样的变换。
拍摄部3具有在X方向上排列的多个(图1所示例子中为两个)拍摄头31。各个拍摄头31由架设在载物台21和载物台移动机构22上的拍摄头支撑部30支撑于载物台21和载物台移动机构22的上方。两个拍摄头31中，一个拍摄头31固定于拍摄头支撑部30，另一个拍摄头31能够在拍摄头支撑部30上沿X方向移动。由此，能够在X方向上变换两个拍摄头31之间的距离。此外，拍摄部3的拍摄头31的数量可以是一个，也可以是三个以上。
各个拍摄头31是具有省略图示的拍摄传感器和光学系统的摄像头。各个拍摄头31例如是获取二维图像的区域摄像头。拍摄传感器例如具有排列成矩阵状的多个CCD(电荷耦合器件：Charge Coupled Device)等元件。在各个拍摄头31中，从省略图示的光源被引导向基板9的上表面91的照明光的反射光经由光学系统被引导向拍摄传感器。拍摄传感器接收来自基板9的上表面91的反射光，并获取大致矩形的拍摄区域的图像。作为上述光源，能够使用LED(发光二极管：Light Emitting Diode)等各种光源。此外，各个拍摄头31可以是线阵相机等其他种类的摄像头。
描绘部4具有在X方向和Y方向上排列的多个(图1所示例子中为五个)描绘头41。各个描绘头41由架设于载物台21和载物台移动机构22上的描绘头支撑部40支撑于载物台21和载物台移动机构22的上方。描绘头支撑部40配置于比拍摄部3的拍摄头支撑部30更靠近(+Y)侧的位置上。此外，描绘部4的描绘头41的数量可以是一个，也可以是多个。
各个描绘头41具有省略图示的光源、光学系统和空间光调制元件。作为空间光调制元件，能够使用DMD(数位微镜器：Digital Micro Mirror Device)或GLV(光栅光阀：Grating Light Valve)(硅光机械公司：Silicon Light Machines(加利福尼亚州，森尼韦尔)的注册商标)等各种元件。作为光源，能够使用LD(激光二极管：Laser Diode)等各种光源。多个描绘头41具有大致相同的结构。
在描绘装置1中，向基板9的上表面91上照射由描绘部4的多个描绘头41调制(即，空间调制)后的光，并且，通过载物台移动机构22使基板9在Y方向上移动。由此，在基板9上沿Y方向扫描来自多个描绘头41的光的照射区域，并对基板9描绘电路图案。在下述说明中，也将Y方向称作“扫描方向”，将X方向称作“宽度方向”。载物台移动机构22是一种在基板9上使来自各个描绘头41的光的照射区域沿扫描方向移动的扫描机构。
在描绘装置1中，对基板9的描绘以所谓单程(单向)方式进行。具体而言，通过载物台移动机构22，载物台21相对于多个描绘头41在Y方向上移动，来自多个描绘头41的光的照射区域在基板9的上表面91上沿Y方向(即，扫描方向)仅被扫描一次。由此，完成对基板9的描绘。此外，在描绘装置1中，可以重复载物台21向Y方向的移动和向X方向的步进式移动，通过这种多路方式对基板9进行描绘。
图3是表示控制部10所具有的计算机100的结构的图。计算机100是一种常规计算机，其具有处理器101、存储器102、输入输出单元103、总线104。总线104是一种信号电路，其连接处理器101、存储器102和输入输出单元103。存储器102存储程序和各种信息。处理器101根据存储于存储器102的程序等，使用存储器102等进行各种处理(例如，数值计算或图像处理)。输入输出单元103具有接收操作者的输入的键盘105和鼠标106，以及显示处理器101的输出等的显示器107。此外，控制部10可以是可编程序逻辑控制器(PLC：ProgrammableLogic Controller)或电路基板等，也可以是其与一个以上的计算机的组合。
图4是表示通过计算机100实现的控制部10的功能的框图。图4还一并示出了控制部10之外的结构。控制部10具有存储部111、拍摄控制部112、检测部113和描绘控制部114。存储部111主要由存储器102实现，其预先存储用于后述的图案匹配的标准图像(即，样板)和描绘于基板9的预定图案的数据(即，描绘用数据)等各种信息。
拍摄控制部112、检测部113和描绘控制部114主要由处理器101实现。拍摄控制部112通过控制拍摄部3和载物台移动机构22，使拍摄部3拍摄基板9的上表面91的一部分并获取图像(以下，也称作“拍摄图像”。)。该拍摄图像被传输并存储于存储部111。检测部113使用该拍摄图像检测基板9的位置。基板9的位置检测的详细内容将在后面进行叙述。描绘控制部114根据检测部113检测到的基板9位置以及预先存储于存储部111的描绘用数据等，控制描绘部4和载物台移动机构22，从而，调节描绘位置，并使描绘部4对基板9进行描绘。
接着，参考图5来说明描绘装置1对基板9的图案描绘的流程。对基板9进行描绘时，首先，将基板9搬入描绘装置1，并由载物台21保持(步骤S11)。此时，载物台21位于比拍摄部3和描绘部4更靠近(-Y)侧的位置。然后，载物台移动机构22使基板9与载物台21一起向(+Y)方向且向拍摄部3的下方移动。
在描绘装置1中，存储部111(参见图4)中预先存储有基板9的多个基板要素94(参见图2)中的预选出的两个以上的基板要素94在基板9上的设计位置。该两个以上的基板要素94在X方向和Y方向上互不相邻地彼此分离。在本实施方式中，存储部111中预先存储有图6中由标注符号94a的双点划线所包围的位于基板9的四个角部的四个基板要素(以下，也称作“选择基板要素94a”。)的设计位置。所谓选择基板要素94a的设计位置是指：选择基板要素94a按照设计信息形成于基板9上，且基板9不发生畸变等变形的理想状态下的选择基板要素94a的位置。
在描绘装置1中，拍摄控制部112根据各选择基板要素94a的设计位置控制拍摄部3，从而，拍摄部3分别对四个选择基板要素94a进行拍摄，并获取四个拍摄图像(步骤S12)。例如，在拍摄完配置于基板9上(+Y)侧的两个选择基板要素94a之后，载物台移动机构22向(+Y)方向移动基板9，对配置在基板9上(-Y)侧的两个选择基板要素94a进行拍摄。此外，选择基板要素94a的数量不限于四个，只要是两个以上即可。在步骤S12中，拍摄部3获取两个以上的拍摄图像。
图7是表示一个拍摄图像81的图。大致矩形的拍摄图像81包括一个选择基板要素94a。在图7所示例子中，大致正方形的拍摄图像81包括在基板9上位于(-X)侧且(-Y)侧的角部的一个选择基板要素94a整体提和与该选择基板要素94a相邻的多个基板要素94的一部分。拍摄图像81例如是256级的灰度级图像。拍摄图像81中，各像素的像素值可以是最小像素值0(全黑)到最大像素值255(全白)范围中的任意一个。拍摄图像81整体的平均像素值(即，拍摄图像81中的全部像素的像素值的算术平均)例如是90～120。
如图7所示，选择基板要素94a具有图案区域95。图案区域95(也称作裸片(die))是在描绘装置1中的描绘处理之后的工序中安装有芯片构件等的区域。在被搬入描绘装置1前的步骤中，在图案区域95中预先形成规定的图案。在图7中，省略了预先形成于图案区域95的图案的图示，对图案区域95赋以平行斜线。图案区域95具有大致矩形的外缘(以下，也称作“区域外缘951”。)。换言之，区域外缘951的内侧区域是图案区域95。在图7所示例子中，区域外缘951为大致正方形。其他基板要素94也是同样的。
在图7所示例子中，选择基板要素94a的图案区域95的区域外缘951是具有与X方向大致平行的一对边和与Y方向大致平行的一对边的大致矩形。但是，在图案区域95的四个角部，区域外缘951的形状并不是矩形的一部分。例如，图案区域95的(-X)侧且(+Y)侧的角部相对于X方向和Y方向被倾斜倒角，区域外缘951相对于X方向和Y方向倾斜。图案区域95的(-X)侧且(-Y)侧的角部以及(+X)侧且(+Y)侧的角部也是同样的。另外，图案区域95的(+X)侧且(-Y)侧的角部呈切出小的矩形区域的形状，区域外缘951弯折成弯曲状。即，在图7所示例子中，区域外缘951是缺失角部的大致矩形。
图案区域95的角部中的区域外缘951的形状和位于区域外缘951的外侧的小的三角形或矩形等图形在描绘装置1的描绘处理之后所进行的预定的芯片构件等的安装工序、或制成封装成品(即，半导体封装件)后向电装设备进行安装的安装工序中，用于芯片构件或封装成品的定位等。区域外缘951的缺失的角部(即，与区域外缘951的四边外接的最小矩形和区域外缘951之差，以下，也称作“缺失角部”)的大小例如是该最小矩形的各边长度的5％以下。此外，在图案区域95中，不必在全部四个角部中均缺失有区域外缘951的角部。但通常在图案区域95的一个以上的角部中，缺失有区域外缘951的角部。
向图4所示控制部10传送拍摄部3所获取的拍摄图像81，并存储于存储部111。如上所述，在存储部111中预先存储有用于图案匹配的标准图像。在描绘装置1中，选择基板要素94a的图案区域95的区域外缘951所对应的图形被用作标准图像。
控制部10中，在检测部113，使用标准图像对拍摄图像81进行图案匹配，从而求出拍摄图像81中的区域外缘951的位置，并根据区域外缘951的位置求出选择基板要素94a的位置。利用公知的图案匹配法(例如，几何学形状图案匹配法或归一化互相关搜索法等)来进行该图案匹配。对各个拍摄图像81通过图案匹配计算选择基板要素94a的位置。
并且，检测部113根据各个拍摄图像81中的选择基板要素94a的位置以及获取各拍摄图像81时基板9与拍摄部3的相对位置等，检测载物台21上的基板9的位置(步骤S13)。在步骤S13中，检测部113所检测的基板9的位置包括：载物台21上的基板9的X方向和Y方向的坐标、基板9的方向、表示基板9因畸变等引起的变形的信息。另外，表示基板9的变形的信息是指正在发生变形的基板9的形状以及该基板9上的多个基板要素94的位置等信息。
其中，假设在步骤S13的图案匹配中，使用图8所示的具有四个角部的矩形的标准图像(以下，称作“比较例的标准图像701”。)，则如上所述，因为区域外缘951(参见图7)是缺失角部的大致矩形，所以，可能会无法检测出区域外缘951的位置，或者对区域外缘951的位置做出错误检测。即，在使用比较例的标准图像701进行图案匹配时，难以高准确度地检测基板9的位置。
因此，如图9所示，在描绘装置1中，将从区域外缘951(参见图7)去除角部的图形(即，在区域外缘951的与X方向或Y方向大致平行的各边，去除角部而设定的线段72的集合)用作标准图像71。由此，在各个拍摄图像81中，能够通过图案匹配高准确度地求出缺失角部的矩形即区域外缘951的位置。其结果，能够高准确度地检测载物台21上的基板9的位置。此外，标准图像71可以从拍摄正常的基板要素94而得到的图像，通过除去角部而提取区域外缘951来生成，也可以根据预先形成于基板要素94的图案的设计数据(例如，CAD数据)，利用已知的方法来生成。
优选构成上述标准图像71的各线段72与假想顶点73离开各边长度的10％以上，所述假想顶点73是该各边与其他边的假想交点。标准图像71的各个线段72是标准图像71中与区域外缘951的各边对应的边上的线段，以下，也将其简单地称作“区域外缘951的各边上的线段72”。所谓假想顶点73是指区域外缘951的相邻两条边的延长线(图9中以双点划线绘出)的交点。另外，所谓各边长是指夹着该各边的两个假想顶点73间的距离，对应于与上述区域外缘951的四边外接的最小矩形的各边长。在下述说明中，将假想顶点73与线段72的端点之间的最短距离称作“角部分离距离D1”。
如上所述，区域外缘951的缺失角部的大小为与区域外缘951的四边外接的最小矩形的边长的5％以下。因此，通过将角部分离距离D1设置为该边长的10％以上，能够在拍摄图像81的图案匹配时防止标准图像71的线段72与拍摄图像81的区域外缘951的缺失角部相匹配。此外，从提高图案匹配准确度的观点从发，优选长的线段72。尤其，从确保基板9的位置检测的稳定性(即，固定性)的观点出发，优选角部分离距离D1为上述边长的25％以下。
在描绘装置1中，根据检测部113检测到的基板9的位置，描绘控制部114控制描绘部4和载物台移动机构22，从而，调节描绘位置并高准确度地对基板9的各基板要素94描绘图案(步骤S14)。在步骤S14中，根据基板9的上述位置，在描绘部4和载物台移动机构22，通过已知的修正方法机械地自动修正从描绘部4向基板9照射的光束的调制间隔和调制时机以及基板9上的光束的扫描位置等。
在上述图7中，在除图案区域95的各边的角部外的部位，将区域外缘951描绘为一条直线，但实际上，不限于一条直线。例如，如图10A的放大图所示，在图案区域95的外缘部存在焊盘96的情况下，区域外缘951的(+Y)侧的边因焊盘96而形成图10A中分割为左右的两条直线。在该情况下，在标准图像71(参见图9)中，(+Y)侧的线段72也需要在与焊盘96对应的位置进行分割，但如上所述，从提高图案匹配的准确度的观点出发，优选长的线段72。
因此，在步骤S13中，在对各拍摄图像81和标准图像71进行图案匹配前，优选对各拍摄图像81进行闭(closing)处理。由此，如图10B所示，焊盘96和焊盘96附近的空隙(即，背景)被周围部位(即，图案区域95的一部分)吸收，区域外缘951的(+Y)侧的边形成为一条直线。其结果，与标准图像71的上述边相对应的线段72不进行分割，能够将一条长直线用作线段72。因此，能够提高步骤S13中图案匹配的准确度，并提高基板9的位置检测的准确度。此外，在图10B中，用双点划线表示闭处理前已存在的焊盘96的位置(图12B中相同)。
步骤S13的闭处理除了如上所述般防止因焊盘96等分割标准图像71的线段72之外，还有益于基板9的位置检测。例如，如图11A所示，在图案区域95的外缘部存在与区域外缘951接近并大致平行延伸的直线97的情况下，在步骤S13的图案匹配过程中，可能会将该直线97误认为是区域外缘951，降低基板9的位置检测的准确度。在该情况下，如图11B所示，通过在图案匹配前进行闭处理，从而，直线97被周围的部位(即，图案区域95的一部分)吸收并消除。由此，能够防止将直线97误认为是区域外缘951的情况，并能够防止基板9的位置检测的准确度下降。此外，在图11B中，用双点划线表示闭处理前已存在的直线97的位置。
另一方面，如图12A所示，如果在图案区域95的(+Y)侧的外缘部存在多个焊盘96接近并沿X方向排列而成的焊盘图案，即使进行了上述闭处理，如图12B所示，区域外缘951的(+Y)侧的边仍形成图12B中分割为左右的两条直线。因此，如图12C所示，即使在标准图像71中，(+Y)侧的线段72也在与多个焊盘96对应的位置分割成两条线段72a、72b。在该情况下，在步骤S13的图案匹配过程中，两条线段72a、72b均被用作标准图像71的(+Y)侧的边。
在该图案匹配过程中，可以仅将两条线段72a、72b中的一条线段用作标准图像71的(+Y)侧的边。但如上所述，从提高图案匹配的准确度的观点出发，优选使用长的线段，所以，在图12C所示例子中，优选至少将两条线段72a、72b中长的线段72a用作标准图像71的(+Y)侧的边。换言之，在如果标准图像71的一个边被分割成两条以上的线段的情况下，从提高图案匹配的准确度的观点出发，优选标准图像71包括至少该一条边上的最长的线段。
在描绘装置1中，在载物台21上的基板9的位置偏移或基板9的变形显著的情况下，如图13所示，步骤S12中所获得的拍摄图像81会仅包含一个选择基板要素94a的一部分。在图13所示例子中，选择基板要素94a的(+X)侧的部位从拍摄图像81的(+X)侧的外缘露出至外侧。在图13中，用虚线描绘图案区域95中从拍摄图像81露出的部分的描绘区域外缘951(图14A和图14B中相同。)。
拍摄图像81是否包含部分选择基板要素94a，例如，能够根据在步骤S13的图案匹配过程中检测到的选择基板要素94a的形状与标准图像71的形状的一致度是否满足规定值等来进行判断。在该情况下，在描绘装置1中，例如，代替步骤S13的基板9的位置检测，通知描绘装置1的操作人员等载物台21上的基板9是错误基板，中止对基板9的描绘处理(步骤S14)。或者，拍摄图像81是否包含部分选择基板要素94a，例如，能够根据基板9的位置是否在规定的范围内等来进行判断，所述基板9的位置依据通过图案匹配从拍摄图像81求出的选择基板要素94a的位置而检测得到。在该情况下，在描绘装置1中，例如，在步骤S13的基板9的位置检测之后，通知描绘装置1的操作人员等载物台21上的基板9是错误基板，中止对基板9的描绘处理(步骤S14)。
在选择基板要素94a从拍摄图像81露出的情况下将基板9确定为错误基板，这是为了防止因拍摄图像81的外缘中与选择基板要素94a相重叠的部分(在图13所示例子中，为(+X)侧的外缘的一部分)是与选择基板要素94a的区域外缘951同沿Y方向延伸的直线，而将该外缘的一部分误认为是区域外缘951。对操作人员等的通知，例如通过在显示器107(参见图3)显示警告等来进行。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够防止拍摄图像81的外缘的上述一部分被误认为是区域外缘951，并防止在基板9的位置的误检测状态下进行描绘处理。
或者，在描绘装置1中，如上所述，在拍摄图像81仅包括选择基板要素94a的一部分时，如图14A所示，在步骤S13中，在拍摄图像81的周围附加大致矩形框状的扩展图像82，以此状态进行图案匹配。扩展图像82的内缘与拍摄图像81的外缘整周一致。扩展图像82的宽度(即，拍摄图像81的外缘与扩展图像82的外缘之间的最短距离)例如是100像素～300像素。扩展图像82的宽度可以配合选择基板要素94a的大小等进行各种各样的变换。在图14A所示例子中，扩展图像82是具有相同像素值(即，浓度)的图像。扩展图像82的像素值例如是最大像素值与最小像素值之间的中间值即128。在图14A中，用虚线描绘图案区域95中露出拍摄图像81的部分的描绘区域外缘951(图14B中相同)。
如此，通过在拍摄图像81上附加扩展图像82，从而在进行图案匹配时，如图14B所示，能够使标准图像71的一部分位于比拍摄图像81的外缘更靠外侧的位置。因此，即使在选择基板要素94a的一部分露出至比拍摄图像81的外缘更靠外侧的位置，也能够在拍摄图像81内使选择基板要素94a的区域外缘951与标准图像71的线段72高准确度地匹配。其结果，能够高准确度地检测基板9的位置。
在描绘装置1中，优选扩展图像82的像素值与整个拍摄图像81的平均像素值之差小于为了使选择基板要素94a的图案区域95区别于图案区域95的外侧的区域(即，背景区域)而预先设定的像素值的差(以下，也称作“图案区域阈值”。)。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够防止将与选择基板要素94a的区域外缘951同为直线的拍摄图像81和扩展图像82的边界误认为是区域外缘951。其结果，能够进一步高准确度地检测基板9的位置。此外，上述图案区域阈值在描绘装置1进行基板9的处理之前预先存储于控制部10的存储部111。
上述扩展图像82的浓度不必相同。在扩展图像82的浓度不同的情况下，优选至少拍摄图像81的周围(即，拍摄图像81的附近)的扩展图像82的像素值与拍摄图像81整体的平均像素值之差小于图案区域阈值。由此，与上述大致相同地，能够防止拍摄图像81与扩展图像82的边界被误认为是区域外缘951，其结果，能够进一步高准确度地检测基板9的位置。
在描绘装置1中，在步骤S12中，在拍摄部3的一次拍摄能够获得的可拍摄区域的大小比选择基板要素94a小的情况下，在选择基板要素94a附近，对拍摄位置一点一点地进行多次拍摄。并且，如图15所示，该多次拍摄所得到的多个图像(即，包括选择基板要素94a的一部分的图像，以下，也称作“部分图像83”。)合成于比部分图像83大的基底图像84上，从而，生成拍摄图像81。基板9上各部分图像83所对应的区域与基板9上其他的部分图像83所对应的区域部分重叠。基底图像84是大于部分重复配置的多个部分图像83的大致矩形的图像，该多个部分图像83全部配置在基底图像84上。该多个部分图像83包含选择基板要素94a整体。在图15所示例子中，基底图像84是与多个部分图像83重叠的区域之外，具有相同像素值(即，浓度)的图像。基底图像84的像素值是除与多个部分图像83重叠的区域外，例如最大像素值与最小像素值之间的中间值即128。
在描绘装置1中，优选基底图像84的像素值与多个部分图像83整体的平均像素值的差小于上述图案区域阈值。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够防止将与选择基板要素94a的区域外缘951同为直线的部分图像83和基底图像84的边界误认为是区域外缘951。其结果，能够进一步高准确度地检测基板9的位置。
在与多个部分图像83不相重叠的整个区域中，上述基底图像84的浓度不必相同。如果基底图像84的浓度不同，则优选至少多个部分图像83的周围(即，多个部分图像83附近)的基底图像84的像素值与整个多个部分图像83的平均像素值之差小于图案区域阈值。由此，与上述大致相同地，能够防止将部分图像83与基底图像84的边界误认为是区域外缘951，其结果，能够进一步高准确度地检测基板9的位置。
如上述已说明的那样，检测基板9的位置的基板位置检测方法包括：保持基板9的工序(步骤S11)，所述基板9具有通过格子状的预定分割线93划分成分别为矩形的多个基板要素94；分别拍摄选自多个基板要素94的两个以上的选择基板要素94a并获取两个以上的拍摄图像81的工序(步骤S12)；使用标准图像71对该两个以上的拍摄图像81的每一个进行图案匹配，从而，分别求出上述两个以上的选择基板要素94a的位置，并检测基板9的位置的工序(步骤S13)。多个基板要素94分别具有在大致矩形的区域外缘951的内侧形成为规定图案的图案区域95。标准图像71是在区域外缘951的各边去除角部而设定的线段72的集合。
由此，如上所述，即使在缺失大致矩形的区域外缘951的角部的情况下，也能够在各拍摄图像81中通过图案匹配高准确度地求出区域外缘951的位置。另外，作为标准图像71，使用与基板要素94的区域外缘951的一部分对应的线段72，从而，与从图案区域95内的图案提取特殊形状的部分等并设定为标准图像的情况相比，能够简化标准图像71的设定。其结果，与在基板9上设置基板9的位置检测处理(即，对准处理)专用的标记的情况相比，能够增加可配置于基板9上的基板要素94的数量，并能够容易且高准确度地执行基板9的位置检测。
如上所述，在半导体封装用基板中，为了能够在步骤S14之后进行的芯片构件的安装工序等中用于基板要素94的定位等，各基板要素94的图案区域95中缺失区域外缘951的角部的情况有许多。使用该基板位置检测方法，即使在区域外缘951的角部缺失的情况下，也能够容易且高准确度地检测基板9的位置，所以，该基板位置检测方法尤其适于半导体封装用基板的位置检测。
如上所述，优选标准图像71包括区域外缘951的各边中最长的线段72。由此，能够提高步骤S13中图案匹配的准确度。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
如上所述，在标准图像71中，优选区域外缘951的各边的线段72与该各边和其他边的假想交点(即，假想顶点73)离开该各边长度的10％以上。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够降低或防止区域外缘951的缺失角部所造成的影响。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
如上所述，在步骤S13中，优选在与标准图像71进行图案匹配前，对上述两个以上的拍摄图像81进行闭处理。由此，能够降低或防止上述这样的图案区域95的外缘部的焊盘96或接近区域外缘951的直线97等对图案匹配的影响。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
如上所述，在图15所示例子中，在步骤S12中，通过一次拍摄能够获取的可拍摄区域的大小比各选择基板要素94a小。另外，该两个以上的拍摄图像81分别通过将在步骤S12中多次拍摄所得到的多个部分图像83合成于基底图像84上而生成。在该情况下，优选多个部分图像83的周围的基底图像84的像素值与该多个部分图像83整体的平均像素值之差小于为了将图案区域95区别于背景区域而设定的像素值的差(即，图案区域阈值)。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够抑制将部分图像83与基底图像84的边界误认为是区域外缘951。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
如上所述，在图14A以及图14B所示例子中，在步骤S12所获取的拍摄图像81仅包括选择基板要素94a的一部分的情况下，在步骤S13中，以在拍摄图像81的周围附加框状的扩展图像82的状态进行图案匹配。由此，即使选择基板要素94a从拍摄部3的可拍摄区域偏移，也能够进行基板9的位置检测。在该情况下，优选拍摄图像81的周围的扩展图像82的像素值与拍摄图像81整体的平均像素值之差小于为了将图案区域95区别于背景区域而设定的像素值的差(即，图案区域阈值)。由此，在步骤S13的图案匹配过程中，能够抑制将拍摄图像81与扩展图像82的边界误认为是区域外缘951。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
如上所述，在图13所示例子中，在步骤S12中所获取的拍摄图像中仅包括选择基板要素94a的一部分。在该情况下，优选取代步骤S13，或者，在步骤S13之后通知基板9是错误基板。由此，与图14A和图14B所示例子不同，虽然不能进行基板9的位置检测，但是，能够防止将拍摄图像81的外缘误认为是区域外缘951，从而防止在基板9的位置的误检测状态下进行描绘处理。
对基板9进行描绘的描绘方法包括：通过上述基板位置检测方法检测基板9的位置的工序(步骤S11～S13)；根据在该工序中检测到的基板9的位置，调节描绘位置，并向基板9的多个基板要素94照射光来进行描绘的工序(步骤S14)。由此，能够高准确度地对基板9的各基板要素94进行描绘。
在图1所例示的描绘装置1中，部分结构作为检测基板9的位置的基板位置检测装置5发挥作用。基板位置检测装置5具有基板保持部(即，载物台21)、拍摄部3和检测部113。载物台21保持具有由格子状的预定分割线93划分成分别为矩形的多个基板要素94的基板9。拍摄部3分别拍摄选自多个基板要素94的两个以上的选择基板要素94a并获取两个以上的拍摄图像81。检测部113使用标准图像71对该两个以上的拍摄图像81的每一个进行图案匹配，从而，求出该两个以上的选择基板要素94a的位置，并检测基板9的位置。该多个基板要素94分别具有在大致矩形的区域外缘951内侧形成有规定图案的图案区域95。标准图像71是在区域外缘951各边去除角部而设定的线段72的集合。在基板位置检测装置5中，与上述相同地，与在基板9上设置位置检测处理(即，对准处理)专用标记的情况相比，能够增加基板9上可设置的基板要素94的数量，并容易且高准确度地进行基板9的位置检测。
描绘装置1具有上述基板位置检测装置5、描绘部4和描绘控制部114。描绘部4对基板9照射光并进行描绘。描绘控制部114根据基板位置检测装置5检测到的基板9的位置控制描绘部4，从而，调节描绘位置并对基板9的多个基板要素94进行描绘。由此，与上述相同地，能够高准确度地对基板9的各基板要素94进行描绘。
上述描绘装置1、基板位置检测装置5、描绘方法和基板位置检测方法能够进行各种变换。
例如，如果标准图像71包括与区域外缘951的各边相对应的线段，则并非必须要包括区域外缘951的各边中最长的线段72。另外，在标准图像71中，(+X)侧、(-X)侧、(+Y)侧和(-Y)侧四边分别包括的线段72的数量(即，与区域外缘951的四边相对应的各边所包含的线段72的数量)可以是一条也可以是两条以上。
在标准图像71中，区域外缘951的各边上的线段72与假想顶点73之间的距离可以小于该各边长度的10％。
在步骤S13中，可以对图案匹配前的各拍摄图像81进行闭处理之外的图像处理。或者，可以不必对各拍摄图像81进行图像处理地进行图案匹配。
如图11A所示，在基板位置检测装置5中，即使选择基板要素94a中存在与区域外缘951接近的直线97，在步骤S13中也并非一定要执行闭处理。例如，在图案匹配之前对拍摄图像81进行图像处理，确认是否存在与区域外缘951的一条边接近的直线(例如，与区域外缘951之间的距离是小于或等于规定的阈值的直线)。然后，如果存在接近该一条边的直线，则以与该直线相同的像素值全面涂抹该一条边与该直线之间的区域。换言之，该一条边与该直线之间的区域的像素组被赋予与该直线的像素值相同的像素值。在基板位置检测装置5中，在对区域外缘951的其他三边进行同样的处理后，进行上述图案匹配。由此，能够抑制或防止将接近区域外缘951的直线误认为是区域外缘951。其结果，能够提高基板9的位置检测的准确度。
此外，如果上述相接近的直线位于比区域外缘951更靠内侧(即，图案区域95内)的位置，则在图案匹配过程中，上述被全面涂抹的区域(即，变宽的区域外缘951)的外侧的边缘被检测为与标准图像71的线段72相对应的线段。另外，如果上述相接近的直线位于比区域外缘951更靠外侧的位置，则在图案匹配过程中，上述被全面涂抹的区域(即，变宽的区域外缘951)的内侧的边缘被检测为与标准图像71的线段72相对应的线段。
上述基板9不必限定为半导体封装用基板。在基板位置检测装置5中，例如可以进行半导体基板、液晶显示装置或有机EL显示装置等平板显示装置用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、太阳能电池板用基板等的位置检测。
基板位置检测装置5不一定用在描绘装置1，还可以用在描绘装置1之外的各种装置(例如，步进式曝光装置或芯片贴装机)。另外，基板位置检测装置5可以单独使用，不与其他装置相组装。
上述实施方式及各变形例中的结构只要相互不矛盾即可适当组合。
如上般详细描述说明了发明，但已叙述的说明是例示而非限定性内容。因此，只要不脱离本发明的范围，能够有多种变形或方式。

Claims (10)

1.一种基板位置检测方法，用于检测基板的位置，包括：
工序a)，保持具有多个基板要素的基板，多个所述基板要素分别由格子状的预定分割线划分为矩形；
工序b)，分别拍摄选自多个所述基板要素的两个以上的选择基板要素并获取两个以上的拍摄图像；
工序c)，使用标准图像对两个以上的所述拍摄图像的每一个进行图案匹配，从而分别求出两个以上的所述选择基板要素的位置，并检测所述基板的位置，
多个所述基板要素分别具有在大致矩形的区域外缘的内侧形成有规定图案的图案区域，
所述标准图像是在所述区域外缘的各边去除角部而设定的线段的集合。
2.根据权利要求1所述的基板位置检测方法，其中，
所述标准图像包括所述区域外缘的所述各边中的最长的线段。
3.根据权利要求1所述的基板位置检测方法，其中，
在所述标准图像中，所述区域外缘的所述各边中的线段与所述各边的和其他边的假想交点离开所述各边的长度的10％以上。
4.根据权利要求1所述的基板位置检测方法，其中，
在所述工序c)中，在与所述标准图像进行图案匹配前，对两个以上的所述拍摄图像进行闭处理。
5.根据权利要求1所述的基板位置检测方法，其中，
在所述工序b)中，一次拍摄能够获取的可拍摄区域的大小比各所述选择基板要素小，
两个以上的所述拍摄图像分别通过将在所述工序b)中多次拍摄得到的多个部分图像合成于基底图像上而生成，
在多个所述部分图像的周围的所述基底图像的像素值与多个所述部分图像整体的平均像素值之差小于为了使所述图案区域区别于背景区域而设定的像素值的差。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基板位置检测方法，其中，
在所述工序b)中获取的拍摄图像仅包括选择基板要素的一部分的情况下，在所述工序c)中，以在所述拍摄图像的周围附加框状的扩展图像的状态进行所述图案匹配，
在所述拍摄图像的周围的所述扩展图像的像素值与所述拍摄图像整体的平均像素值之差小于用于将所述图案区域区别于背景区域而设定的像素值的差。
7.根据权利要求1至5任一项所述的基板位置检测方法，其中，
在所述工序b)中获取的拍摄图像仅包括选择基板要素的一部分的情况下，取代所述工序c)，或者，在所述工序c)后，就所述基板是错误基板进行通知。
8.一种描绘方法，用于对基板进行描绘，包括：
工序d)，通过权利要求1至7任一项所述基板位置检测方法检测基板的位置；
工序e)，根据所述工序d)中检测到的所述基板的位置，调节描绘位置，并对所述基板的多个所述基板要素照射光来进行描绘。
9.一种基板位置检测装置，用于检测基板的位置，具有：
基板保持部，保持具有多个基板要素的基板，多个所述基板要素分别由格子状的预定分割线划分为矩形；
拍摄部，分别拍摄选自多个所述基板要素的两个以上的选择基板要素并获取两个以上的拍摄图像；
检测部，使用标准图像对两个以上的所述拍摄图像的每一个进行图案匹配，从而分别求出两个以上的所述选择基板要素的位置，并检测所述基板的位置，
多个所述基板要素分别具有在大致矩形的区域外缘内侧形成有规定图案的图案区域，
所述标准图像是在所述区域外缘的各边去除角部而设定的线段的集合。
10.一种描绘装置，用于对基板进行描绘，具有：
权利要求9所述的基板位置检测装置；
描绘部，对基板照射光并进行描绘；
描绘控制部，根据所述基板位置检测装置检测到的所述基板的位置，控制所述描绘部，从而调节描绘位置，并对所述基板的多个所述基板要素进行描绘。
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