JP6723648B2 - Position detection device and position detection method - Google Patents

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Description

本発明は、位置検出装置及び位置検出方法に関する。 The present invention relates to a position detection device and a position detection method.

基板に対して描画や加工を行う際に、基板に形成されたアライメントマークを用いて基板の位置決めを行う技術が知られている。基板の両面に描画や加工を行う場合には、表裏の描画位置や加工位置を相互に合わせることが望まれる。基板の内層にアライメントマークを埋め込み、両面から１つのアライメントマークを検出することにより、表裏両面で位置決めを行うことができる。 There is known a technique of positioning a substrate by using an alignment mark formed on the substrate when drawing or processing the substrate. When drawing or processing on both sides of the substrate, it is desired that the drawing positions and the processing positions on the front and back sides are aligned with each other. By embedding an alignment mark in the inner layer of the substrate and detecting one alignment mark from both sides, positioning can be performed on both the front and back sides.

内層のアライメントマークを両面から検出する方法として、強い光を当ててアライメントマークを浮き上がらせる方法、及びアライメントマークが露出するまで座ぐり加工を行う方法が考えられる。 As a method of detecting the alignment mark of the inner layer from both sides, a method of exposing the alignment mark by applying strong light, and a method of performing a spot facing process until the alignment mark is exposed.

下記の特許文献１に、基板の角部付近を撮像して得られた画像データに基づいて基板の位置決めを行うスクリーン印刷技術が開示されている。 The following Patent Document 1 discloses a screen printing technique for positioning a substrate based on image data obtained by imaging the vicinity of a corner of the substrate.

特開２０１４−２０５２８６号公報JP, 2014-205286, A

内層にアライメントマークが形成されていない基板に対しては、アライメントマークを両面から検出して基板の位置決めを行う方法を適用することができない。特許文献１には、基板の片面のみで位置決めを行う技術が開示されているがが、両面において位置決めを行う技術は開示されていない。 The method of detecting the alignment marks from both sides and positioning the substrate cannot be applied to the substrate in which the alignment marks are not formed on the inner layer. Patent Document 1 discloses a technique for performing positioning on only one side of a substrate, but does not disclose a technique for performing positioning on both sides.

本発明の目的は、基板の両面において基板の位置決めを行うことができる位置検出装置及び位置検出方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a position detection device and a position detection method capable of positioning the substrate on both sides of the substrate.

本発明の一観点によると、
基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記基板を撮像する少なくとも１つの撮像装置と、
処理部と
を有し、
前記処理部は、
前記支持部に支持された前記基板の角部を前記撮像装置の１つで撮像して得られた第１の画像に基づいて前記角部の位置情報を求め、
表裏反転されて前記支持部に支持された前記基板の前記角部を前記撮像装置の１つで撮像して得られた第２の画像と、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づいて求められた前記角部の位置情報と、前記第１の画像及び前記第２の画像の一方を鏡像変換した画像と他方の画像とのパターンマッチングを行った結果とに基づいて、表裏反転された前記基板の前記角部の位置情報を求める位置検出装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A support portion for supporting the substrate,
At least one imaging device for imaging the substrate supported by the support part;
And a processing unit,
The processing unit is
The positional information of the corner is obtained based on a first image obtained by imaging the corner of the substrate supported by the support with one of the imaging devices,
A second image obtained by picking up an image of the corner of the substrate, which is turned upside down and supported by the support, by one of the image pickup devices, the first image, and the first image. Based on the position information of the corner obtained based on the above and the result of performing pattern matching between the image obtained by mirror-converting one of the first image and the second image and the other image Provided is a position detection device that obtains position information of the corners of the substrate that has been processed.

本発明の他の観点によると、
基板の角部を、前記基板の第１の面側から撮像して第１の画像を取得し、
前記第１の画像に基づいて前記基板の前記第１の面側から見たときの前記角部の位置情報を求め、
前記基板の前記角部を前記第１の面とは反対側の第２の面側から撮像して第２の画像を取得し、
前記第１の画像と、前記第２の画像と、前記第１の画像に基づいて求められた前記基板の前記角部の位置情報と、前記第１の画像及び前記第２の画像の一方を鏡像変換した画像と他方の画像とのパターンマッチングを行った結果とに基づいて、前記基板の前記第２の面側から見たときの前記角部の位置情報を求める位置検出方法が提供される。 According to another aspect of the invention,
A corner of the substrate is imaged from the first surface side of the substrate to obtain a first image,
Obtaining positional information of the corner when viewed from the first surface side of the substrate based on the first image,
A second image is acquired by imaging the corner portion of the substrate from a second surface side opposite to the first surface,
One of the first image, the second image, the position information of the corner of the substrate obtained based on the first image, and one of the first image and the second image. Provided is a position detection method for obtaining position information of the corner portion when viewed from the second surface side of the substrate based on the result of pattern matching between the image subjected to mirror image conversion and the other image. ..

基板の角部を撮像して得られた第１の画像、表裏反転された基板の同一の角部を撮像して得られた第２の画像、及び第１の画像に基づいて求められた基板の位置情報に基づいて、表裏反転された前記基板の位置情報を求めるため、基板の両面において角部を共通の基準点とすることができる。第１の画像と第２の画像とを別々に画像解析して角部の位置を検出する方法に比べて、基板の両面における共通の基準点のずれを少なくすることができる。 A first image obtained by imaging a corner portion of a substrate, a second image obtained by imaging the same corner portion of a substrate that has been turned upside down, and a substrate obtained based on the first image Since the position information of the substrate which has been turned upside down is obtained based on the position information of 1, the corners can be set as a common reference point on both sides of the substrate. The deviation of the common reference point on both surfaces of the substrate can be reduced as compared with the method of separately detecting the positions of the corners by performing image analysis on the first image and the second image.

図１Ａは、実施例による位置検出装置の概略斜視図であり、図１Ｂは、基板の表裏を反転させる手順を示す図であり、図１Ｃは、実施例による位置検出装置の基板反転後の概略斜視図である。FIG. 1A is a schematic perspective view of a position detection device according to an embodiment, FIG. 1B is a diagram showing a procedure of reversing the front and back of a substrate, and FIG. 1C is a schematic of the position detection device according to the embodiment after the substrate is inverted. It is a perspective view. 図２Ａは、基板の角部及びその周囲の第１の画像の一例を示す図であり、図２Ｂは、基板の角部及びその周囲の第２の画像の一例を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing an example of a first image of a corner of a board and its periphery, and FIG. 2B is a diagram showing an example of a second image of a corner of a board and its periphery. 図３は、第１の画像と第２の画像とに基づいて、基板の角部の位置を検出する方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of detecting the position of the corner portion of the substrate based on the first image and the second image. 図４は、マッチングエラーが生じる例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which a matching error occurs. 図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ撮像装置によって撮像される基板内の一部分の断面図である。FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views of a part inside the substrate which is imaged by the imaging device. 図６は、他の実施例による膜形成装置の概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view of a film forming apparatus according to another embodiment. 図７は、図６に支援した実施例で用いられる基板の平面図であり、図７Ｂは、図７Ａの一点鎖線７Ｂ−７Ｂにおける断面図である。7 is a plan view of a substrate used in the embodiment supported in FIG. 6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along alternate long and short dash line 7B-7B in FIG. 7A. 図８は、図６に支援した実施例で用いられる基板にエッチング用のレジストパターンを形成する方法のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of a method of forming a resist pattern for etching on a substrate used in the embodiment supported in FIG.

図１Ａ〜図４を参照して実施例による位置検出装置及び位置検出方法について説明する。 A position detection device and a position detection method according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 4.

図１Ａは、実施例による位置検出装置の概略斜視図である。本実施例による位置検出装置は、支持部１０、撮像装置１１Ａ、１１Ｂ、処理部１２、及び記憶部１３を含む。支持部１０は、その上面（支持面）に処理対象の基板５０を支持する。撮像装置１１Ａは支持部１０の支持面上の撮像範囲１５Ａ内を撮像し、画像データを取得する。撮像装置１１Ｂは支持部１０の支持面上の他の範囲を撮像し、画像データを取得する。処理部１２が記憶部１３に格納されている処理プログラムを実行することにより、位置検出の機能が実現される。記憶部１３には、処理プログラムの他に、撮像装置１１Ａ、１１Ｂで取得された画像データや、処理部１２の処理結果である座標データ等が格納される。基板５０の平面形状は、複数の角部を持つ。 FIG. 1A is a schematic perspective view of a position detection device according to an embodiment. The position detection device according to the present embodiment includes a support unit 10, imaging devices 11A and 11B, a processing unit 12, and a storage unit 13. The support unit 10 supports the substrate 50 to be processed on its upper surface (support surface). The imaging device 11A images the inside of the imaging range 15A on the support surface of the support unit 10 and acquires image data. The imaging device 11B images another range on the support surface of the support unit 10 to acquire image data. The position detection function is realized by the processing unit 12 executing the processing program stored in the storage unit 13. In addition to the processing program, the storage unit 13 stores image data acquired by the imaging devices 11A and 11B, coordinate data as a processing result of the processing unit 12, and the like. The planar shape of the substrate 50 has a plurality of corners.

次に、図１Ａに示した位置検出装置を用いて基板５０の位置を検出する方法について説明する。 Next, a method of detecting the position of the substrate 50 using the position detecting device shown in FIG. 1A will be described.

まず、図１Ａに示すように、基板５０を支持部１０の支持面に支持させ、１つの角部５１が撮像範囲１５Ａに納まるように基板５０と撮像装置１１Ａとの相対位置を調整する。この調整では、処理部１２からの指令により、支持部１０を移動させてもよいし、撮像装置１１Ａを移動させてもよい。この状態で、撮像装置１１Ａが基板５０の角部５１を含む領域を撮像する。処理部１２は、撮像装置１１Ａで取得された画像（以下、第１の画像５５という。）を取り込む。処理部１２は、撮像装置１１Ａから取り込んだ第１の画像５５の画像データを記憶部１３に格納する。 First, as shown in FIG. 1A, the substrate 50 is supported on the support surface of the support unit 10, and the relative positions of the substrate 50 and the imaging device 11A are adjusted so that one corner 51 is within the imaging range 15A. In this adjustment, the support unit 10 may be moved or the imaging device 11A may be moved according to a command from the processing unit 12. In this state, the imaging device 11A captures an image of the area including the corner portion 51 of the substrate 50. The processing unit 12 captures the image (hereinafter, referred to as the first image 55) acquired by the imaging device 11A. The processing unit 12 stores the image data of the first image 55 captured from the imaging device 11A in the storage unit 13.

図２Ａに、第１の画像５５の一例を示す。第１の画像５５は、基板５０の角部５１を内部に含んでいる。処理部１２（図１Ａ）は、第１の画像５５の画像解析を行うことにより、撮像範囲１５Ａ内における角部５１の位置を検出する。以下、位置検出手順の一例について説明する。 FIG. 2A shows an example of the first image 55. The first image 55 includes the corner portion 51 of the substrate 50 inside. The processing unit 12 (FIG. 1A) detects the position of the corner 51 within the imaging range 15A by performing image analysis of the first image 55. Hereinafter, an example of the position detection procedure will be described.

処理部１２は、まず、基板５０の輪郭を抽出する。その後、角部５１を挟む一対の縁をそれぞれ直線で近似する。近似により得られた２本の直線の交点の座標を角部５１の座標とする。角部５１の座標、及び支持部１０と撮像装置１１Ａとの相対位置関係とに基づいて、角部５１の位置情報（例えば、支持部１０に対して固定されたアライメント座標系における座標）を求める。同様に少なくとももう一つ角部の位置情報を求めることにより、基板５０の面内方向に関する位置及び姿勢を決定する。処理部１２（図１Ａ）は、算出された角部５１及びその他の角部の位置情報を記憶部１３（図１Ａ）に格納する。 The processing unit 12 first extracts the contour of the substrate 50. After that, the pair of edges sandwiching the corner portion 51 are approximated by straight lines. The coordinates of the intersection of the two straight lines obtained by the approximation are the coordinates of the corner portion 51. Based on the coordinates of the corner portion 51 and the relative positional relationship between the support portion 10 and the imaging device 11A, position information of the corner portion 51 (for example, coordinates in an alignment coordinate system fixed with respect to the support portion 10) is obtained. .. Similarly, the position and orientation of the substrate 50 in the in-plane direction are determined by obtaining the position information of at least another corner. The processing unit 12 (FIG. 1A) stores the calculated position information of the corner 51 and the other corners in the storage unit 13 (FIG. 1A).

基板５０の位置及び姿勢を決定した後、基板５０の上方を向いている面（以下、第１の面という。）に対して処理を行う。この処理は、例えば、所望のパターンを有する膜を形成する処理である。 After determining the position and orientation of the substrate 50, the surface of the substrate 50 facing upward (hereinafter referred to as the first surface) is processed. This process is, for example, a process of forming a film having a desired pattern.

次に、図１Ｂに示すように、基板５０の表裏を反転させて支持部１０の支持面に支持させる。これにより、基板５０の第１の面とは反対側の第２の面が上方を向く。 Next, as shown in FIG. 1B, the substrate 50 is turned upside down and supported on the supporting surface of the supporting unit 10. As a result, the second surface of the substrate 50 opposite to the first surface faces upward.

図１Ｃに示すように、基板５０の角部５１が撮像装置１１Ｂの撮像範囲１５Ｂに納まるように基板５０と撮像装置１１Ｂとの相対位置を調整する。この調整では、処理部１２からの指令により、支持部１０を移動させてもよいし、撮像装置１１Ｂを移動させてもよい。この状態で、撮像装置１１Ｂが基板５０の角部５１を含む領域を撮像する。処理部１２は、撮像装置１１Ｂで取得された画像（以下、第２の画像５６という。）を取り込む。 As shown in FIG. 1C, the relative position between the substrate 50 and the imaging device 11B is adjusted so that the corner portion 51 of the substrate 50 is within the imaging range 15B of the imaging device 11B. In this adjustment, the support unit 10 may be moved or the imaging device 11B may be moved according to a command from the processing unit 12. In this state, the imaging device 11B images the area of the substrate 50 including the corner portion 51. The processing unit 12 captures the image (hereinafter, referred to as the second image 56) acquired by the imaging device 11B.

図２Ｂに、撮像装置１１Ｂで撮像された第２の画像５６の一例を示す。第２の画像５６は、基板５０の角部５１及びその周囲を含んでいる。図２Ａに示した第１の画像５５では、基板５０が画像全体の左下の領域に現れていたが、図２Ｂに示した例では、基板５０が表裏反転されているため、基板５０が画像全体の右下の領域に現れている。 FIG. 2B shows an example of the second image 56 imaged by the imaging device 11B. The second image 56 includes the corner 51 of the substrate 50 and its periphery. In the first image 55 shown in FIG. 2A, the substrate 50 appears in the lower left area of the entire image, but in the example shown in FIG. 2B, since the substrate 50 is turned upside down, the substrate 50 is displayed in the entire image. It appears in the lower right area of.

処理部１２は、第１の画像５５（図２Ａ）、第２の画像５６（図２Ｂ）、及び第１の画像５５内の基板５０の角部５１の座標に基づいて、第２の画像５６内における角部５１の座標を求める。以下、図３を参照して、表裏反転された基板５０の角部５１の位置情報を求める方法について説明する。 The processing unit 12 uses the first image 55 (FIG. 2A), the second image 56 (FIG. 2B), and the second image 56 based on the coordinates of the corner portion 51 of the substrate 50 in the first image 55. The coordinates of the corner portion 51 inside are obtained. Hereinafter, with reference to FIG. 3, a method for obtaining the positional information of the corner portion 51 of the substrate 50 which has been turned upside down will be described.

図３に示すように、第１の画像５５を鏡像変換することにより第１の反転画像５５ａを得る。第１の反転画像５５ａから、基板５０及び角部５１を含む一部の画像を切り出してテンプレート５５ｂを得る。第２の画像５６とテンプレート５５ｂとのパターンマッチングを行う。類似度が最大となるときのテンプレート５５ｂにおける角部５１の座標に基づいて、第２の画像５６内の角部５１の座標を算出する。テンプレート５５ｂにおける角部５１の座標は、図２Ａを参照して説明した方法で算出済である。 As shown in FIG. 3, the first inverted image 55a is obtained by mirror-transforming the first image 55. A part of the image including the substrate 50 and the corners 51 is cut out from the first reverse image 55a to obtain the template 55b. Pattern matching between the second image 56 and the template 55b is performed. The coordinates of the corner 51 in the second image 56 are calculated based on the coordinates of the corner 51 in the template 55b when the degree of similarity is maximum. The coordinates of the corner portion 51 of the template 55b have already been calculated by the method described with reference to FIG. 2A.

第２の画像５６における角部５１の座標から、角部５１の位置情報（例えば、アライメント座標系における座標）を求める。同様に、少なくとももう一つの角部の位置情報を求めることにより、表裏反転させた基板５０の位置及び姿勢を決定する。 From the coordinates of the corner portion 51 in the second image 56, position information of the corner portion 51 (for example, coordinates in the alignment coordinate system) is obtained. Similarly, the position and orientation of the substrate 50 which has been turned upside down is determined by obtaining the position information of at least another corner.

基板５０のアライメント座標系における位置及び姿勢を決定した後、基板５０の上方を向いている第２の面に対して処理を行う。この処理は、例えば、所望のパターンを有する膜を形成する処理である。 After determining the position and orientation of the substrate 50 in the alignment coordinate system, processing is performed on the second surface of the substrate 50 facing upward. This process is, for example, a process of forming a film having a desired pattern.

次に、図４を参照して、マッチングエラーが生じ得る例について説明する。 Next, with reference to FIG. 4, an example in which a matching error may occur will be described.

図４に示すように、第１の画像５５において基板５０が占める領域の面積が第２の画像５６において基板５０が占める領域の面積より大きい場合、第２の画像５６における基板５０が占める領域に、テンプレート５５ｂが収まらなくなる。このため、パターンマッチング処理において、類似度の高い解が得られなくなり、マッチングエラーが発生する。 As shown in FIG. 4, when the area of the area occupied by the substrate 50 in the first image 55 is larger than the area of the area occupied by the substrate 50 in the second image 56, the area occupied by the substrate 50 in the second image 56 becomes , The template 55b cannot fit. Therefore, in the pattern matching process, a solution having a high degree of similarity cannot be obtained and a matching error occurs.

マッチングエラーが発生した場合には、処理部１２（図１Ｃ）が支持部１０及び撮像装置１１Ｂの少なくとも一方を移動させて、第２の画像５６（図２Ｂ）において基板５０が占める割合を大きくする。その後、図３に示したパターンマッチング方法を実行することにより、パターンマッチング処理において正常な解を得ることができる。 When a matching error occurs, the processing unit 12 (FIG. 1C) moves at least one of the support unit 10 and the imaging device 11B to increase the ratio of the substrate 50 in the second image 56 (FIG. 2B). .. Then, by executing the pattern matching method shown in FIG. 3, a normal solution can be obtained in the pattern matching process.

次に、図１Ａ〜図５Ｂに示した実施例による位置検出装置及び位置検出方法の優れた効果について説明する。 Next, excellent effects of the position detecting device and the position detecting method according to the embodiment shown in FIGS. 1A to 5B will be described.

本実施例では、基板５０の第１の面に対する処理と第２の面に対する処理とを行う際に、共通の角部５１等をアライメント基準点として用いて位置決めを行う。このため、第１の面に形成する膜と第２の面に形成する膜との位置合わせを行うことができる。基板５０にはアライメントマークを形成する必要がない。 In this embodiment, when performing the processing on the first surface and the processing on the second surface of the substrate 50, positioning is performed by using the common corner portion 51 or the like as an alignment reference point. Therefore, the film formed on the first surface and the film formed on the second surface can be aligned. It is not necessary to form alignment marks on the substrate 50.

基板５０の縁は、幾何学的に厳密な直線であるとは限らない。このため、例えば図２Ａに示した第１の画像５５内の基板５０の輪郭線を直線近似して角部５１の座標を求める場合、輪郭線の長さが異なると、算出された角部５１の座標も異なってしまう可能性がある。図２Ｂに示した第２の画像５６内の基板５０の輪郭線の交点に基づいて求まる角部５１と、図２Ａの第１の画像５５内の基板５０の輪郭線の交点に基づいて求まる角部５１とは、基板５０上の同一点にならない可能性が出てくる。両者が同一点ではない場合、第１の面に対して処理を行うときの基準位置となる角部５１と、第２の面に対して処理を行うときの基準位置となる角部５１とが、厳密に一致しないことになる。その結果、第１の面に形成する膜と第２の面に形成する膜との相対的位置関係が目標とする関係からずれてしまう。 The edge of the substrate 50 is not necessarily a straight line that is strictly geometric. Therefore, for example, when the contour line of the substrate 50 in the first image 55 shown in FIG. 2A is linearly approximated to obtain the coordinates of the corner portion 51, if the length of the contour line is different, the calculated corner portion 51 is calculated. The coordinates of may also be different. The corner 51 obtained based on the intersection of the contour lines of the substrate 50 in the second image 56 shown in FIG. 2B and the corner obtained based on the intersection of the contour lines of the substrate 50 in the first image 55 of FIG. 2A. There is a possibility that the portion 51 and the portion 51 may not be at the same point on the substrate 50. When they are not the same point, the corner portion 51 serving as a reference position when processing the first surface and the corner portion 51 serving as a reference position when processing the second surface are , Will not exactly match. As a result, the relative positional relationship between the film formed on the first surface and the film formed on the second surface deviates from the target relationship.

上記実施例では、図２Ｂに示した第２の画像５６内の基板５０の角部５１の座標を求める際に、図３に示したように第１の画像５５と第２の画像５６とに基づくパターンマッチング手法を用いる。より詳細には、第２の画像５６の角部５１の座標を、第２の画像５６の輪郭線の交点の座標から求めるのではなく、第１の画像５５の輪郭線の交点の座標と、パターンマッチング結果とに基づいて求める。このため、基板５０の表裏の反転を行う前後において、画像解析により決定される角部５１が基板５０上のほぼ同一点であることが保証される。これにより、第１の面に形成する膜と第２の面に形成する膜との位置ずれを抑制することができる。 In the above embodiment, when obtaining the coordinates of the corner portion 51 of the substrate 50 in the second image 56 shown in FIG. 2B, the first image 55 and the second image 56 are obtained as shown in FIG. Based on the pattern matching method. More specifically, the coordinates of the corner portion 51 of the second image 56 are not calculated from the coordinates of the intersection points of the contour lines of the second image 56, but the coordinates of the intersection points of the contour lines of the first image 55, Obtained based on the pattern matching result. For this reason, it is guaranteed that the corners 51 determined by image analysis are substantially the same point on the substrate 50 before and after the front and back of the substrate 50 are reversed. This makes it possible to suppress the positional deviation between the film formed on the first surface and the film formed on the second surface.

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、撮像装置１１Ａ、１１Ｂの好ましい被写界深度について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ撮像装置１１Ａ、１１Ｂによって撮像される基板５０内の一部分の断面図である。 Next, with reference to FIG. 5A and FIG. 5B, a preferable depth of field of the imaging devices 11A and 11B will be described. FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views of a part inside the substrate 50 imaged by the imaging devices 11A and 11B, respectively.

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、基板５０の端面５７は必ずしも両側の表面に対して垂直であるとは限らない。図５Ａに示した例では、撮像装置１１Ａの撮像範囲１５Ａ（図１Ａ）内の端面５７が斜め下方を向くように傾斜している。この基板５０の表裏を反転させると、撮像装置１１Ｂの撮像範囲１５Ｂ（図１Ｃ）内の端面５７は斜め上方を向くこととなる。撮像装置１１Ａ及び１１Ｂは、支持部１０に支持された基板５０の上面及び下面の両方を被写界深度ＤＦの範囲内に含む。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the end surface 57 of the substrate 50 is not always perpendicular to the surfaces on both sides. In the example shown in FIG. 5A, the end surface 57 in the imaging range 15A (FIG. 1A) of the imaging device 11A is inclined so as to face obliquely downward. When the front and back of the substrate 50 are reversed, the end surface 57 in the imaging range 15B (FIG. 1C) of the imaging device 11B faces diagonally upward. The imaging devices 11A and 11B include both the upper surface and the lower surface of the substrate 50 supported by the supporting unit 10 within the range of the depth of field DF.

このように被写界深度ＤＦを設定することにより、基板５０の表裏を反転させても、常に撮像装置１１Ａ、１１Ｂで最も外周の縁にピントを合わせることができる。これにより、第１の画像５５から求まる角部５１と、第１の画像５５と第２の画像５６とに基づくパターンマッチング処理によって求まる角部５１とが、ほぼ同一点であることが保証される。 By setting the depth of field DF in this way, even if the front and back of the substrate 50 are reversed, it is possible to always focus on the outermost edge of the image pickup devices 11A and 11B. This ensures that the corner portion 51 obtained from the first image 55 and the corner portion 51 obtained by the pattern matching processing based on the first image 55 and the second image 56 are substantially the same point. ..

次に、上記実施例の種々の変形例について説明する。 Next, various modifications of the above embodiment will be described.

上記実施例では、図１Ａに示した撮像工程で第１の画像５５（図２Ａ）を取得する撮像装置１１Ａ、及び図１Ｃに示した撮像工程で第２の画像５６（図２Ｂ）を取得する撮像装置１１Ｂを準備した。２つの撮像装置１１Ａ、１１Ｂを準備する代わりに１つの撮像装置１１Ａを移動させることにより、１つの撮像装置１１Ａで第１の画像５５（図２Ａ）と第２の画像５６（図２Ｂ）とを取得してもよい。 In the above-described embodiment, the image pickup apparatus 11A that obtains the first image 55 (FIG. 2A) in the image pickup step shown in FIG. 1A and the second image 56 (FIG. 2B) that gets in the image pickup step shown in FIG. 1C. The imaging device 11B was prepared. By moving one image pickup device 11A instead of preparing the two image pickup devices 11A and 11B, the first image 55 (FIG. 2A) and the second image 56 (FIG. 2B) are obtained by the one image pickup device 11A. You may get it.

また、上記実施例では、図３に示したパターンマッチング処理において、第１の画像５５を反転（鏡像変換）させ、第２の画像５６からテンプレート５６ａを切り出したが、第１の画像５５を反転させることなく、第２の画像５６を反転させて、反転させた第２の画像からテンプレートを切り出してもよい。その他に、第１の画像５５からテンプレートを切り出し、このテンプレートと第２の画像５６を反転させた画像とのパターンマッチング処理を行ってもよいし、第１の画像５５を反転させた画像からテンプレートを切り出し、このテンプレートと第２の画像５６とのパターンマッチング処理を行ってもよい。 Further, in the above-described embodiment, in the pattern matching process shown in FIG. 3, the first image 55 is inverted (mirror image conversion) and the template 56a is cut out from the second image 56, but the first image 55 is inverted. Instead, the second image 56 may be inverted and the template may be cut out from the inverted second image. Alternatively, a template may be cut out from the first image 55 and pattern matching processing between this template and an image obtained by inverting the second image 56 may be performed, or a template may be obtained from the image obtained by inverting the first image 55. May be cut out, and pattern matching processing between this template and the second image 56 may be performed.

上記実施例では、基板５０の少なくとも２つの角部の位置情報を得ることにより、基板５０の位置及び姿勢を求めたが、３か所以上の角部の位置情報を求めてもよい。位置検出対象の角部を増やすことにより、位置検出の精度を高めることができる。 In the above embodiment, the position and orientation of the substrate 50 are obtained by obtaining the position information of at least two corners of the substrate 50, but the position information of three or more corners may be obtained. By increasing the corners of the position detection target, the accuracy of position detection can be improved.

上記実施例では、図２Ａに示した第１の画像５５内における基板５０の角部５１の座標を求める際に、基板５０の輪郭線を検出したが、その他に、第１の画像５５と参照画像とのパターンマッチング処理を行って角部５１の座標を求めてもよい。 In the above embodiment, the contour line of the substrate 50 was detected when the coordinates of the corner portion 51 of the substrate 50 in the first image 55 shown in FIG. 2A were obtained, but other than that, refer to the first image 55. The coordinates of the corner 51 may be obtained by performing pattern matching processing with an image.

上記実施例では、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、撮像装置１１Ａ、１１Ｂとして、被写界深度ＤＦの範囲内に基板５０の上面と下面とが納まるような特性を持つものを用いた。この構成に代えて、撮像装置１１Ａ、１１Ｂとして、被写界深度ＤＦが基板５０の厚さより浅く、オートフォーカス機能を持ったものを用いてもよい。基板５０の端面が傾斜している場合、より外側の縁にオートフォーカスするように撮像装置１１Ａ、１１Ｂを制御すればよい。 In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, as the image pickup devices 11A and 11B, those having such a characteristic that the upper surface and the lower surface of the substrate 50 are contained within the depth of field DF are used. .. Instead of this configuration, as the imaging devices 11A and 11B, those having a depth of field DF smaller than the thickness of the substrate 50 and having an autofocus function may be used. When the end surface of the substrate 50 is inclined, the image pickup devices 11A and 11B may be controlled so as to autofocus on the outer edge.

次に、図６〜図８を参照して、他の実施例について説明する。以下の実施例では、図１Ａ〜図５Ｂに示した実施例による位置検出装置がインクジェット型の膜形成装置に適用される。 Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the position detecting device according to the embodiment shown in FIGS. 1A to 5B is applied to an inkjet type film forming apparatus.

図６は、本実施例による膜形成装置の概略正面図である。基台２０に移動機構２１を介してステージ２３が支持されている。ステージ２３は、図１Ａ及び図１Ｃに示した実施例の支持部１０に相当する。ステージ２３の上面（支持面）に基板５０が支持される。移動機構２１は、ステージ２３を支持面に平行な２次元方向に移動させることにより、基板５０を２次元方向に移動させることができる。移動機構２１及びステージ２３に、例えばＸＹステージを用いることができる。通常、ステージ２３の支持面は水平に保たれる。 FIG. 6 is a schematic front view of the film forming apparatus according to this embodiment. A stage 23 is supported on the base 20 via a moving mechanism 21. The stage 23 corresponds to the support portion 10 of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1C. The substrate 50 is supported on the upper surface (support surface) of the stage 23. The moving mechanism 21 can move the substrate 50 in the two-dimensional direction by moving the stage 23 in the two-dimensional direction parallel to the support surface. For the moving mechanism 21 and the stage 23, for example, an XY stage can be used. Normally, the support surface of the stage 23 is kept horizontal.

ステージ２３に支持された基板５０の上方に複数のインクジェットヘッド２６及び複数の撮像装置１１Ａ、１１Ｂが配置されている。インクジェットヘッド２６及び撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、門型フレーム２４により基台２０に支持されている。撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ昇降機構１６Ａ、１６Ｂにより昇降可能である。インクジェットヘッド２６の各々に複数のノズル孔が設けられている。ノズル孔から基板５０に向けて膜材料の液滴が吐出される。撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、ステージ２３に支持された基板５０の一部分を撮像し、取得された２次元画像の画像データを制御装置３０に送信する。制御装置３０が、図１Ａ、図１Ｃに示した実施例の処理部１２の機能を有する。さらに、制御装置３０は、昇降機構１６Ａ、１６Ｂを制御して撮像装置１１Ａ、１１Ｂを昇降させることにより、撮像装置１１Ａ、１１Ｂのピント位置を調整することができる。 A plurality of inkjet heads 26 and a plurality of imaging devices 11A and 11B are arranged above the substrate 50 supported by the stage 23. The inkjet head 26 and the imaging devices 11A and 11B are supported on the base 20 by a gate-shaped frame 24. The image pickup devices 11A and 11B can be raised and lowered by the raising and lowering mechanisms 16A and 16B, respectively. Each of the inkjet heads 26 is provided with a plurality of nozzle holes. Droplets of the film material are ejected from the nozzle holes toward the substrate 50. The image pickup devices 11A and 11B pick up an image of a part of the substrate 50 supported by the stage 23, and send image data of the acquired two-dimensional image to the control device 30. The control device 30 has the function of the processing unit 12 of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1C. Furthermore, the control device 30 can adjust the focus position of the imaging devices 11A and 11B by controlling the lifting mechanisms 16A and 16B to lift and lower the imaging devices 11A and 11B.

基板５０に付着した液状の膜材料を硬化させることにより膜を形成することができる。膜材料として、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂等を用いることができる。インクジェットヘッド２６の側方に、基板５０に付着した膜材料を硬化させる光源または熱源が配置されている。 The film can be formed by curing the liquid film material attached to the substrate 50. As the film material, a photocurable resin, a thermosetting resin, or the like can be used. A light source or a heat source that cures the film material attached to the substrate 50 is arranged on the side of the inkjet head 26.

制御装置３０が移動機構２１によるステージ２３の移動、及びインクジェットヘッド２６のノズル孔からの膜材料の吐出を制御する。制御装置３０は記憶装置３１を含み、記憶装置３１に、形成すべき膜のパターンデータが格納されている。制御装置３０がパターンデータに基づいて移動機構２１及びインクジェットヘッド２６を制御することにより、基板５０に所望のパターンの膜を形成することができる。 The control device 30 controls the movement of the stage 23 by the movement mechanism 21 and the discharge of the film material from the nozzle holes of the inkjet head 26. The control device 30 includes a storage device 31, and the storage device 31 stores pattern data of a film to be formed. The control device 30 controls the moving mechanism 21 and the inkjet head 26 based on the pattern data, so that a film having a desired pattern can be formed on the substrate 50.

入力装置３５から制御装置３０に、種々のコマンドやデータが入力される。入力装置３５には、例えばキーボード、ポインティングデバイス、ＵＳＢポート、通信装置等が用いられる。出力装置３６に、膜形成装置の動作に関する種々の情報が出力される。出力装置３６には、例えば液晶ディスプレイ、スピーカ、ＵＳＢポート、通信装置等が用いられる。 Various commands and data are input from the input device 35 to the control device 30. As the input device 35, for example, a keyboard, a pointing device, a USB port, a communication device or the like is used. Various information regarding the operation of the film forming apparatus is output to the output device 36. As the output device 36, for example, a liquid crystal display, a speaker, a USB port, a communication device or the like is used.

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して処理対象の基板５０について説明する。 Next, the substrate 50 to be processed will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.

図７Ａは、基板５０の平面図であり、図７Ｂは、図７Ａの一点鎖線７Ｂ−７Ｂにおける断面図である。基板５０は絶縁性の支持基板６１と、その両面に設けられた導電膜６２、６３を含む。支持基板６１として、例えばセラミック基板が用いられる。導電膜６２、６３として、例えば銅箔が用いられる。導電膜６２、６３の外周は支持基板６１の外周よりもやや内側に配置されており、支持基板６１の表面には、支持基板６１の縁の近傍（外周線の内側）に導電膜６２、６３が設けられていない枠状の領域が確保されている。 7A is a plan view of the substrate 50, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along alternate long and short dash line 7B-7B in FIG. 7A. The substrate 50 includes an insulating support substrate 61 and conductive films 62 and 63 provided on both surfaces thereof. As the supporting substrate 61, for example, a ceramic substrate is used. Copper foil, for example, is used as the conductive films 62 and 63. The outer circumferences of the conductive films 62, 63 are arranged slightly inside the outer circumference of the support substrate 61, and the conductive films 62, 63 are provided on the surface of the support substrate 61 near the edge of the support substrate 61 (inside the outer circumference line). A frame-shaped area in which is not provided is secured.

次に、図８を参照して基板５０にエッチング用のレジストパターンを形成する方法について説明する。 Next, a method of forming a resist pattern for etching on the substrate 50 will be described with reference to FIG.

図８は、基板５０にエッチング用のレジストパターンを形成する方法のフローチャートである。まず、ステップＳ１において基板５０をステージ２３の保持面に置き、真空チャック等で固定する。ステップＳ２において、基板５０の位置を検出する。この工程では、図１Ａ及び図２Ａを参照して説明した方法と同様の方法で基板５０の位置検出を行う。 FIG. 8 is a flowchart of a method of forming a resist pattern for etching on the substrate 50. First, in step S1, the substrate 50 is placed on the holding surface of the stage 23 and fixed by a vacuum chuck or the like. In step S2, the position of the substrate 50 is detected. In this step, the position of the substrate 50 is detected by the same method as that described with reference to FIGS. 1A and 2A.

次に、ステップＳ３において、基板５０を移動させながらインクジェットヘッド２６（図６）からレジスト材料を吐出させて、基板５０の上方を向く面（第１の面）にレジストパターンを形成する。 Next, in step S3, the resist material is discharged from the inkjet head 26 (FIG. 6) while moving the substrate 50 to form a resist pattern on the surface (first surface) of the substrate 50 facing upward.

ステップＳ４において、ステージ２３に支持されている基板５０の表裏を反転させる。ステップＳ５において、基板５０の位置を検出する。この検出工程では、図１Ｃ及び図３を参照して説明した方法、すなわちパターンマッチング処理を利用する方法を適用する。ステップＳ６において、基板５０を移動させながらインクジェットヘッド２６（図６）からレジスト材料を吐出させて、基板５０の上方を向く面（第２の面）にレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをエッチングマスクとして用いて、導電膜６２、６３をエッチングする。エッチング後、レジストパターンを除去する。 In step S4, the front and back of the substrate 50 supported by the stage 23 are reversed. In step S5, the position of the substrate 50 is detected. In this detection step, the method described with reference to FIG. 1C and FIG. 3, that is, the method using the pattern matching process is applied. In step S6, the resist material is ejected from the inkjet head 26 (FIG. 6) while moving the substrate 50 to form a resist pattern on the surface (second surface) of the substrate 50 facing upward. After that, the conductive films 62 and 63 are etched using the resist pattern as an etching mask. After etching, the resist pattern is removed.

基板５０の第１の面に対する処理と第２の面に対する処理とで、共通の角部を位置決めの基準として用いるため、第１の面及び第２の面に形成するレジストパターンを相互に高精度に位置合わせすることができる。 Since the common corner is used as a positioning reference in the processing on the first surface and the processing on the second surface of the substrate 50, the resist patterns formed on the first surface and the second surface are highly accurate with respect to each other. Can be aligned with.

次に、撮像装置１１Ａ、１１Ｂの被写界深度が基板５０の厚さより浅い場合について説明する。図５Ａに示したように基板５０の端面が傾斜している場合、より外側の縁にピントを合わせるために、基板５０の上面を被写界深度の範囲に収めなければならない。図５Ｂに示したように基板５０の端面が傾斜している場合には、基板５０の下面を被写界深度の範囲に収めなければならない。制御装置３０は、基板５０のより外側の縁が被写界深度の範囲に収まるように、昇降機構１６Ａ、１６Ｂを制御する。これにより、図５Ａ、図５Ｂのいずれの場合でも、基板５０のより外側の縁にピントを合わせることができる。このように、制御装置３０、及び昇降機構１６Ａ、１６Ｂは、撮像装置１１Ａ、１１Ｂを基板５０の上面及び下面の縁のうち、より外側に位置する縁にフォーカスさせるオートフォーカス機構として機能する。 Next, a case where the depth of field of the imaging devices 11A and 11B is shallower than the thickness of the substrate 50 will be described. When the end surface of the substrate 50 is inclined as shown in FIG. 5A, the upper surface of the substrate 50 must be within the depth of field in order to focus on the outer edge. When the end surface of the substrate 50 is inclined as shown in FIG. 5B, the lower surface of the substrate 50 must be within the depth of field. The control device 30 controls the lifting mechanisms 16A and 16B so that the outer edge of the substrate 50 falls within the depth of field. As a result, in both cases of FIG. 5A and FIG. 5B, it is possible to focus on the outer edge of the substrate 50. In this way, the control device 30 and the lifting mechanisms 16A and 16B function as an autofocus mechanism that focuses the imaging devices 11A and 11B on the outer edge of the upper and lower edges of the substrate 50.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Needless to say, each of the above-described embodiments is merely an example, and partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. The same effects of the same configurations of a plurality of embodiments will not be sequentially described for each embodiment. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

１０ 支持部
１１Ａ、１１Ｂ 撮像装置
１２ 処理部
１３ 記憶部
１５Ａ、１５Ｂ 撮像範囲
１６Ａ、１６Ｂ 昇降機構
２０ 基台
２１ 移動機構
２３ ステージ
２４ 門型フレーム
２６ インクジェットヘッド
３０ 制御装置
３１ 記憶装置
３５ 入力装置
３６ 出力装置
５０ 基板
５１ 基板の角部
５５ 基板の角部及びその周囲の画像（第１の画像）
５５ａ 第１の反転画像
５５ｂ テンプレート
５６ 基板の角部及びその周囲の画像（第２の画像）
５７ 端面
６１ 支持基板
６２、６３ 導電膜
ＤＦ 被写界深度 10 Supports 11A and 11B Imaging Device 12 Processing Unit 13 Storage Units 15A and 15B Imaging Ranges 16A and 16B Elevating Mechanism 20 Base 21 Moving Mechanism 23 Stage 24 Gate Frame 26 Inkjet Head 30 Control Device 31 Storage Device 35 Input Device 36 Output Device 50 Substrate 51 Substrate corner 55 Image of substrate corner and its surroundings (first image)
55a First inverted image 55b Template 56 Image of the corner of the substrate and its surroundings (second image)
57 end face 61 supporting substrates 62, 63 conductive film DF depth of field

Claims (5)

基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記基板を撮像する少なくとも１つの撮像装置と、
処理部と
を有し、
前記処理部は、
前記支持部に支持された前記基板の角部を前記撮像装置の１つで撮像して得られた第１の画像に基づいて前記角部の位置情報を求め、
表裏反転されて前記支持部に支持された前記基板の前記角部を前記撮像装置の１つで撮像して得られた第２の画像と、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づいて求められた前記角部の位置情報と、前記第１の画像及び前記第２の画像の一方を鏡像変換した画像と他方の画像とのパターンマッチングを行った結果とに基づいて、表裏反転された前記基板の前記角部の位置情報を求める位置検出装置。 A support portion for supporting the substrate,
At least one imaging device for imaging the substrate supported by the support portion;
And a processing unit,
The processing unit is
The positional information of the corner is obtained based on a first image obtained by imaging the corner of the substrate supported by the support with one of the imaging devices,
A second image obtained by picking up an image of the corner of the substrate, which is turned upside down and supported by the support, by one of the image pickup devices, the first image, and the first image. Based on the position information of the corner obtained based on the above and the result of performing pattern matching between the image obtained by mirror-converting one of the first image and the second image and the other image Position detecting device for obtaining position information of the corners of the substrate that has been cut. 前記撮像装置は、前記支持部に支持された前記基板の上面及び下面の両方を被写界深度の範囲内に含む請求項１に記載の位置検出装置。 The position detecting device according to claim 1, wherein the imaging device includes both an upper surface and a lower surface of the substrate supported by the supporting unit within a depth of field. さらに、撮像装置を基板の上面及び下面の縁のうち、より外側に位置する縁にフォーカスさせるオートフォーカス機構を有する請求項１に記載の位置検出装置。 The position detecting device according to claim 1, further comprising an autofocus mechanism for focusing the imaging device on an edge located on the outer side of the edges of the upper surface and the lower surface of the substrate . 前記第１の画像及び前記第２の画像は、前記基板の前記角部を内部に含む領域の画像である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置検出装置。 The position detection device according to claim 1, wherein the first image and the second image are images of a region including the corner of the substrate inside. 基板の角部を、前記基板の第１の面側から撮像して第１の画像を取得し、
前記第１の画像に基づいて前記基板の前記第１の面側から見たときの前記角部の位置情報を求め、
前記基板の前記角部を前記第１の面とは反対側の第２の面側から撮像して第２の画像を取得し、
前記第１の画像と、前記第２の画像と、前記第１の画像に基づいて求められた前記基板の前記角部の位置情報と、前記第１の画像及び前記第２の画像の一方を鏡像変換した画像と他方の画像とのパターンマッチングを行った結果とに基づいて、前記基板の前記第２の面側から見たときの前記角部の位置情報を求める位置検出方法。
A corner of the substrate is imaged from the first surface side of the substrate to obtain a first image,
Obtaining positional information of the corner when viewed from the first surface side of the substrate based on the first image,
A second image is acquired by imaging the corner portion of the substrate from a second surface side opposite to the first surface,
One of the first image, the second image, the position information of the corner of the substrate obtained based on the first image, and one of the first image and the second image. A position detecting method for obtaining position information of the corner portion when viewed from the second surface side of the substrate based on a result of pattern matching between the image subjected to mirror image conversion and the other image .
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