KR102227972B1 - 기판 모서리 위치 특정 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 직사각형 형상의 기판의 모서리 위치를 높은 정밀도로 특정할 수 있는 실용적인 기술을 제공한다.
[해결 수단] 카메라(4)의 촬영 에리어(41) 내에 모서리가 위치하도록 직사각형 형상의 기판(S)을 배치한 후에 촬영 에리어(41)를 카메라(4)로 촬영하고, 촬영 데이터를 2치화하여 검출되는 브로브(Bs)에 의해 촬영 에리어(41) 내에 기판(S)의 모서리가 있다고 판단된 경우, 각 X방향 스캔 라인(Lx)에 있어서 가장 외측의 어두움에서 밝음으로의 경계점(P)을 X방향 엣지점 후보로 함과 함께, 각 Y방향 스캔 라인(Ly)에 있어서 가장 외측의 어두움에서 밝음으로의 경계점(P)을 Y방향 엣지점 후보로 한다. X방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선과 Y방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선의 교점을 기판의 모서리(C)의 위치로서 특정한다.

Description

기판 모서리 위치 특정 방법

이 출원의 발명은, 프린트 기판과 같은 직사각형 형상의 기판의 모서리의 위치를 특정하는 기술에 관한 것이다.

각종 제품을 제조하는데 있어서 토대가 되는 판형 부재는 기판으로 총칭되는데, 자주 직사각형 형상의 것이 사용된다. 직사각형 형상의 기판의 전형적인 것은 프린트 기판이지만, 이 외에, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이와 같은 디스플레이용의 기판도 직사각형 형상이다.

이와 같은 기판에 대해서는, 다양한 처리가 실시되어 목적으로 하는 제품이 제조된다. 이 때, 기판 상의 올바른 위치에 처리를 실시하는 등의 이유에서, 기판의 위치를 특정하는 것이 필요해지는 경우가 많다. 예를 들면, 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 포토리소그래피에서는, 기판 상에 형성된 레지스트층의 표면을 회로 패턴의 광으로 노광하는 노광 공정이 행해진다. 이 때, 회로 패턴의 광의 조사 위치에 대해 기판을 올바른 위치에 배치하는 위치 맞춤(얼라인먼트)이 필요하기 때문에, 노광 장치에 투입된 기판이 올바른 위치인지 어떤지 판단하기 위해, 기판의 위치의 특정이 필요해진다.

기판 위치의 특정은, 대부분의 경우, 기판에 설치된 마크를 카메라로 촬영함으로써 행해진다. 기판의 위치는, 어느 기준이 되는 위치에 대해 특정되는데, 이 위치에 대해 촬영 에리어가 소정의 위치 관계가 되도록 카메라가 배치된다. 그리고, 배치된 기판의 마크를 이 카메라로 촬영하고, 촬영 데이터를 처리함으로써 마크의 위치가 특정된다. 마크의 위치는, 미리 결정되어 있어, 마크의 위치가 특정됨으로써 기판의 위치도 특정된다. 투입되었을 때의 기판의 위치가 특정되면, 본래의 배치 위치와의 사이의 어긋남도 구해지게 되어, 어긋남을 해소하기 위한 이동량(거리와 방향)도 구해지게 된다.

일본국 특허공개 2001-110697호 공보 일본국 특허공개 2014-205286호 공보 일본국 특허공개 2003-17545호 공보

그러나, 어떤 종류의 프로세스에서는, 마크가 실시되어 있지 않은 상태에서 기판의 위치를 특정하는 것이 필요해지는 경우가 있다. 예를 들면, 상술한 포토리소그래피에서는, 마크에 대해서도 높은 위치 정밀도로 형성할 필요가 있기 때문에, 노광 처리를 포함하는 포토리소그래피에 의해 형성된다. 마크용의 노광 시에는, 당연히 마크가 없는 기판에 대해 마크용의 패턴의 광으로 노광을 행하게 되어, 따라서 마크가 없는 기판의 위치 맞춤이 필요해진다.

또한, 근래의 제품의 고기능화, 복잡화에 수반하여, 노광, 현상, 에칭과 같은 일련의 공정이 복수회 행해지는 것이 많아지고 있다. 이 경우, 하나의 기판에 대해 최초로 행해지는 노광은 퍼스트 노광으로 불린다. 상기 마크 형성용의 노광도, 퍼스트 노광의 일종이다. 퍼스트 노광에서는, 회로 패턴 형성용의 노광도 아울러 행해지는 경우가 있으며, 이 경우는, 마크용의 패턴의 광과 회로 패턴의 광이 함께 조사되게 된다.

이와 같이 마크가 없는 상태의 기판의 위치를 특정하는 경우, 기판의 윤곽 형상을 단서로서 위치를 특정하게 된다. 이 방법으로서 생각할 수 있는 것은, 기판의 모서리의 위치를 특정함으로써 기판의 위치를 특정하는 것이다. 직사각형 형상의 기판 중 어느 하나의 모서리의 위치가 특정되고, 그것이 어느 모서리인지를 알 수 있으면, 기판의 위치가 특정되게 된다. 또, 적어도 2개의 모서리의 위치를 특정할 수 있으면, 기판의 자세의 어긋남(기울기)도 알 수 있게 된다.

이와 같은 점에서, 본원의 발명자는, 기판의 모서리의 위치를 특정하는 방법에 대해서 예의 연구를 행했다. 기판의 모서리의 위치를 특정하는 방법으로서는, 모서리를 포함하는 기판의 코너부를 카메라로 촬영하고, 얻어진 촬영 데이터를 처리하여 촬영 에리어 내에서의 모서리의 위치를 특정하는 방법이 있을 수 있다. 「코너부」란, 모서리를 포함하는 기판의 모퉁이의 어느 정도의 영역의 부분을 의미하는 용어이다.

촬영 데이터의 처리(화상 처리)로서는, 2치화 브로브를 검출한 다음의 패턴 매칭에 의한 것을 생각할 수 있다. 2치화 브로브란 덩어리의 의미이며, 2치화 브로브의 검출이란, 촬영 데이터의 농담에 대해 역치를 적용하여 각 도트를 2치화하여, 어느 덩어리의 패턴을 추출하는 것이다.

그러나, 발명자의 연구에 의하면, 2치화 브로브를 검출한 다음의 패턴 매칭에 의해 기판의 모서리 위치의 특정을 행하는 경우, 노이즈가 많이 존재하고 있거나, 기판 상에 피착되어 있는 드라이 필름의 가장자리와 같은 기판 이외의 부재의 상(像)도 비치는 문제가 있어, 그와 같은 문제를 해결하지 않으면 정밀도가 높은 기판 모서리 위치 특정을 행할 수 없는 것을 알 수 있었다. 이 점에 대해서, 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는, 2치화 브로브를 검출한 다음의 패턴 매칭에 의한 모서리 위치의 특정 시의 과제에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.

도 12는, 어느 기판의 코너부를 카메라로 촬영한 화상을 개략적으로 나타내고 있다. 도 12 중, 해칭으로 나타난 부분(I)이 코너부의 상이다. 패턴 매칭을 행하는 경우, 촬영 데이터를 처리하여 2치화 브로브를 검출한다. 그리고, 검출된 2치화 브로브에 대해서, 코너부의 브로브인지 어떤지 판단하여, 코너부의 브로브이면, 그 데이터를 다시 처리하여 모서리의 부분의 좌표를 취득한다. 좌표는, 촬영 에리어에 설정된 기준 위치에 대응하고 있어, 좌표의 위치를 기판의 모서리 위치로서 특정한다.

이와 같은 방법에 의해 이론적으로는 모서리 위치의 특정은 가능하지만, 촬영 데이터에 포함되는 다양한 노이즈에 의해, 정밀도 있게 모서리 위치를 특정하는 것은 실제로는 어렵다. 즉, 도 12에 나타내는 바와 같이, 카메라로 촬영된 화상에는, 코너부의 상(I) 뿐만 아니라, 다양한 노이즈가 비치고 있다. 예를 들면, 기판의 표면은 완전한 평탄면이 아니라, 미소한 요철이 존재하고 있는 경우가 있다. 기판의 표면에 형성하는 레지스트층으로서 드라이 필름을 사용하는 경우가 있지만, 이 드라이 필름을 피착시킬 때, 피착성을 높이기 위해 의도적으로 표면에 요철을 설치하는 경우가 그 일례이다. 이와 같은 경우, 도 12에 부호 N1로 나타내는 바와 같이, 표면의 요철이 비쳐, 그 농담이 역치 이상이면 그것을 받아들여 2치화 브로브가 검출되어 버리는 경우가 있을 수 있다.

또, 드라이 필름은, 기판의 엣지까지 완전하게 덮고 있는 경우도 있지만, 그렇지 않고, 조금 내측까지 밖에 덮고 있지 않은 경우도 있다. 이 경우, 기판의 엣지 뿐만 아니라 드라이 필름의 엣지의 상(N2)이 비치는 경우가 많아, 드라이 필름의 엣지의 상에서 2치화 브로브가 검출되어 버리는 경우가 있을 수 있다.

또한, 촬영된 화상에는, 주위의 조명의 영향으로 상이 비치는 경우가 있다. 예를 들면 카메라로 촬영할 때에는 어떠한 조명이 행해지지만, 장치 내의 부재의 그림자가 비쳐 버리거나, 반사광에 의한 패턴(N3)이나 그림자(N4)가 비쳐 버리는 경우가 있을 수 있다. 또, 마스크 넘어로 촬영을 행하는 경우, 마스크에 설치된 위치 맞춤용의 마크(마스크 마크)의 상(N5)이 비쳐 버리는 경우도 있다. 이와 같은 노이즈가 역치 이상의 농담을 갖고 있으면, 그것을 받아들여 2치화 브로브가 검출되는 경우가 있을 수 있다.

이와 같이 다양한 노이즈(N1~N5)가 존재하고 있기 때문에, 그들의 영향을 제거(캔슬)하지 않으면, 본래의 코너부의 2치화 브로브가 올바르게 검출되지 않거나, 코너부의 2치화 브로브와는 별도로 무관계한(노이즈의) 2치화 브로브가 검출되어 버리는 것을 알 수 있었다.

본원의 발명은, 이와 같은 연구 결과를 근거로 이루어진 것이며, 직사각형 형상의 기판의 모서리 위치를 높은 정밀도로 특정할 수 있는 실용적인 기술을 제공하는 것을 해결 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 청구항 1에 기재된 발명은, 카메라의 촬영 에리어 내에 모서리가 위치하도록 직사각형 형상의 기판을 배치하는 기판 배치 단계와,

기판 배치 단계 후, 촬영 에리어를 카메라로 촬영하는 촬영 단계와,

촬영된 촬영 에리어의 촬영 데이터로부터, 당해 촬영 에리어 내에 기판의 모서리가 위치하고 있는지 여부를 판단하는 판단 단계와,

판단 단계에 있어서 촬영 에리어 내에서 기판의 모서리가 위치하고 있다고 판단된 경우, 당해 촬영 데이터를 처리하여 모서리 위치를 특정하는 모서리 위치 특정 단계를 가지는 기판 모서리 위치 특정 방법으로서,

모서리 위치 특정 단계는, 촬상 데이터로부터 엣지점 후보를 특정하는 위치 특정 제1 단계와, 위치 특정 제1 단계에 있어서 특정된 엣지점 후보로부터, 2개의 엣지 직선을 특정하는 위치 특정 제2 단계와, 위치 특정 제2 단계에서 특정된 2개의 엣지 직선의 교점을 상기 촬영 에리어에 배치된 기판의 모서리의 위치로서 특정하는 위치 특정 제3 단계를 구비하고 있으며,

위치 특정 제1 단계는, 촬영 에리어에서 직교하는 2개의 방향 중 X방향의 스캔 라인인 X방향 스캔 라인에 있어서 명암이 변화하는 경계점 중 가장 외측에 위치하는 경계점을 X방향 엣지점 후보로서 특정함과 함께, Y방향의 스캔 라인인 Y방향 스캔 라인에 있어서 명암이 변화하는 경계점 중 가장 외측에 위치하는 경계점을 Y방향 엣지점 후보로 하는 단계이며,
위치 특정 제1 단계는, X방향 스캔 라인에 있어서 가장 외측에 위치하는 경계점의 명암이 상기 X방향 스캔 라인에 있어서 가장 큰 명암이 아닌 경우에도 상기 경계점을 X방향 엣지점 후보로서 특정함과 함께, Y방향 스캔 라인에 있어서 가장 외측에 위치하는 경계점의 명암이 상기 Y방향 스캔 라인에 있어서 가장 큰 명암이 아닌 경우에도 상기 경계점을 Y방향 엣지점 후보로 하는 단계이며,

위치 특정 제1 단계에 있어서의 X방향의 가장 외측이란, X방향에 있어서 기판의 상이 존재하는 측을 안으로 하고, 이것과는 반대측을 밖으로 한 경우의 가장 외측이고, Y방향의 가장 외측이란, Y방향에 있어서 기판의 상이 존재하는 측을 안으로 하고, 이것과는 반대측을 밖으로 한 경우의 가장 외측이며,

위치 특정 제1 단계는, 소정의 인터벌을 두고 다수의 X방향 스캔 라인 상에서 상기 X방향 엣지점 후보를 특정함과 함께, 소정의 인터벌을 두고 다수의 Y방향 스캔 라인 상에서 상기 Y방향 엣지점 후보를 특정하는 단계이며,

위치 특정 제2 단계에서 특정되는 2개의 엣지 직선 중 한쪽은, 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 X방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선이며, 다른 쪽은, 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 Y방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선이라는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 위치 특정 제2 단계는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 X방향 엣지점 후보에 의해 얻어진 일차의 근사 직선으로부터 먼 순서로 하나 또는 복수의 X방향 엣지점 후보를 제거하고, 잔여 X방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선을 구하여 상기 한쪽의 엣지 직선으로 함과 함께, 상기 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 Y방향 엣지점 후보에 의해 얻어진 일차의 근사 직선으로부터 먼 순서로 하나 또는 복수의 Y방향 엣지점 후보를 제거하고, 잔여 Y방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선을 구하여 상기 다른 쪽의 엣지 직선으로 하는 단계라는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 청구항 2의 구성에 있어서, 상기 잔여 X방향 엣지점 후보의 수는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 구해진 X방향 엣지점 후보의 수의 30% 이상 70% 이하이고, 상기 잔여 Y방향 엣지점 후보의 수는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 구해진 Y방향 엣지점 후보의 수의 30% 이상 70% 이하이라는 구성을 가진다.

이하에 설명하는 대로, 본원의 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, X방향 및 Y방향으로 엣지점 후보를 취득하여, 엣지점 후보를 근사적으로 지나는 직선(근사 직선)의 교점을 모서리 위치로서 특정함과 함께, 이 때, 명암의 경계점 중 가장 외측의 경계점을 엣지점 후보로서 특정하므로, 노이즈 등의 영향에 의한 특정 정밀도의 저하가 억제된다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, X방향 및 Y방향에 대해서, 일차의 근사 직선으로부터 먼 순서로 하나 또는 복수의 엣지점 후보를 제거하고, 잔여 엣지점 후보를 지나는 근사 직선을 구하여 그들 교점을 모서리 위치로 하므로, 더 정밀도가 높은 기판 모서리 위치 특정 방법이 된다.

또, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 상기 잔여 엣지점 후보의 수는 원래의 수의 30% 이상 70% 이하이므로, 엣지의 직선성이 높지 않은 기판이어도, 또 노이즈의 양을 최대한 줄이도록 하지 않아도 높은 정밀도로 기판 모서리 위치의 특정을 행할 수 있다.

도 1은 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법이 실시되는 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 카메라에 의한 촬영 에리어와 에리어 기준점을 나타낸 평면 개략도이다.
도 3은 기판 모서리 위치 특정을 포함하는 위치 맞춤 시퀀스 프로그램의 전체에 대해서 나타낸 개략도이다.
도 4는 모서리 위치 특정 프로그램의 전체를 개략적으로 나타낸 플로차트이다.
도 5는 모서리 유무 판단 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다.
도 6은 모서리 유무 판단 모듈에 의한 브로브 검출예를 나타낸 개략도이다.
도 7은 모서리 위치 특정 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다.
도 8은 X방향 엣지선 취득 서브 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다.
도 9는 X방향 엣지선 취득 서브 모듈에 의한 X방향 엣지선의 취득에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.
도 10은 Y방향 엣지선 취득 모듈에 의한 Y방향 엣지선의 취득에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.
도 11은 X방향 엣지선 및 Y방향 엣지선에 의해 기판 모서리 위치를 특정하는 모습을 나타낸 평면 개략도이다.
도 12는 2치화 브로브를 검출한 다음의 패턴 매칭에 의한 모서리 위치의 특정 시의 과제에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.

다음에, 이 출원의 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해서 설명한다. 도 1은, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법이 실시되는 기판 처리 장치의 개략도이다. 실시 형태의 방법은, 직사각형 형상의 기판을 처리하는 다양한 장치에 있어서 실시할 수 있지만, 이하의 설명에서는, 일례로서 노광 장치를 든다. 즉, 도 1에는, 노광 장치의 개략 구성이 나타나 있다.

도 1에 나타내는 노광 장치는, 설정된 처리 위치에 기판(S)을 반송하는 반송계(1)와, 처리 위치에 있어서 기판(S)을 유지하는 스테이지(2)와, 스테이지(2) 상의 처리 위치에 소정의 패턴의 광을 조사하는 노광계(3)를 구비하고 있다.

노광계(3)의 구성은, 노광의 방식에 따라 상이하지만, 이 실시 형태에서는 컨택트 방식이 채용되고 있다. 즉, 노광계(3)는, 광원(31), 처리 위치에 유지된 기판(S)에 대해 밀착하는 마스크(32), 마스크(32)를 통과하여 광원으로부터의 광을 조사하는 광학계(33) 등으로 구성된다.

반송계(1)에 대해서도 다양한 구성을 채용할 수 있지만, 도 1에서는, 컨베이어(11)와 이송 핸드(12)를 구비한 구성으로 되어 있다. 스테이지(2)에 대해 반입측과 반출측에 컨베이어(11)가 설치되고, 각 컨베이어(11)와 스테이지(2) 사이에서 기판(S)을 이동시키는 것으로서 이송 핸드(12)가 설치되어 있다. 이송 핸드(12)는, 기판(S)을 진공 흡착하면서 이동시키는 것이다.

또한, 스테이지(2)는, 재치(載置)된 기판(S)을 진공 흡착하는 도시하지 않은 진공 흡착 기구를 구비하고 있다. 또, 스테이지(2)는, 스테이지 구동 기구(21)를 구비하고 있다. 스테이지 구동 기구(21)는, 기판(S)을 처리 위치에 위치 맞춤하기 위해 수평면 내에서 직교하는 2개의 방향 및 회전 방향으로 스테이지(2)를 이동시키거나, 처리 위치에 있어서 기판(S)과 마스크(32)를 밀착시키기 위해, 스테이지(2)를 상하 이동시키는 기구이다.

처리 위치란, 마스크와 기판이 미리 설정된 위치 관계가 되도록 위치 맞춤된 위치이다. 도 1에 나타내는 장치에서는, 마스크(32)와 기판(S)의 위치 맞춤은, 마스크(32)에 형성되어 있는 마스크·얼라인먼트 마크(마스크 마크)(MAM)의 위치와 기판(S)의 모서리의 위치를 특정하고, 특정한 양자의 위치 정보에 의거하여 행한다. 이 위치 맞춤을 위한 준비 작업으로서, 기판 모서리 위치 특정이 행해진다.

보다 구체적으로는, 반송계(1)에 의해 기판(S)은 처리 위치에 위치하도록 반송되지만, 반송계(1)의 정밀도의 한계로 처리 위치로부터 어긋나 반송된다. 이 때, 처리 위치에 대해 어느 정도 어긋나 있는지(거리와 방향)를 알 필요가 있기 때문에, 모서리의 위치의 특정이 행해진다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 노광 장치는, 카메라(4)와, 카메라(4)가 촬영한 촬영 데이터를 처리하는 화상 처리부(5)와, 메인 컨트롤러(6)를 구비하고 있다. 이 중, 실시 형태의 모서리 위치 검출 방법은, 카메라(4)와 화상 처리부(5)에 의해 실현된다. 메인 컨트롤러(6)는, 기판(S)의 위치 맞춤을 포함하는 장치의 각 부의 제어를 행하는 유닛이다.

기판(S)의 모서리의 위치의 특정은, 어느 기준이 되는 위치에 대해 기판(S)의 모서리가 어느 방향으로 얼마나 떨어져 위치하고 있는지를 구하는 작업이다. 이 기준이 되는 위치는, 카메라(4)에 의한 촬영 에리어 내에 설정된다(이하, 이 점을 에리어 기준점이라고 한다.). 우선, 이 점에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 카메라(4)에 의한 촬영 에리어와 에리어 기준점을 나타낸 평면 개략도이다.

마스크(32)와 기판(S)의 위치 맞춤을 실시하려면, 최저 2대의 카메라(4)가 있으면 충분하지만, 이 실시 형태에서는 4대의 카메라(4)가 설치되어 있다. 각 카메라(4)는 하방을 향해 배치되어 있으며, 각 카메라(4)의 렌즈의 광축은 수직이다. 촬영 에리어(41)는, 수평인 영역으로서 설정되어 있다. 각 카메라(4)는 CCD와 같은 디지털 카메라(4)이지만, 각 화소는 직사각형의 영역으로 배열되어 있다. 따라서, 각 카메라(4)의 시야는 직사각형이며, 도 2에 나타내는 바와 같이 촬영 에리어(41)도 직사각형의 영역으로서 설정되어 있다.

에리어 기준점(40)은, 촬영 에리어(41) 내의 임의의 위치를 설정할 수 있지만, 이 실시 형태에서는, 직사각형 형상의 촬영 에리어(41)의 중심 위치가 되어 있다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 카메라(4)에는 카메라 구동 기구(42)가 설치되어 있다. 각 카메라 구동 기구(42)는, 각 카메라(4)의 광축이 에리어 기준점(40) 상에 위치하고, 에리어 기준점(40)으로부터 수직 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 위치하도록 각 카메라(4)를 이동시키는 기구이다.

다음에, 카메라(4)에 의한 촬영 데이터를 사용한 기판 모서리 위치의 특정에 대해서 설명한다. 기판 모서리 위치의 특정은, 화상 처리부(5)에 실장된 프로그램(이하, 모서리 위치 특정 프로그램이라고 한다.)에 의해 행해진다.

모서리 위치 특정 프로그램은, 노광 장치에 투입된 기판(S)의 위치 맞춤 시퀀스의 일부로서 행해진다. 우선, 위치 맞춤 시퀀스 전체에 대해서 개략적으로 설명한다.

위치 맞춤 시퀀스는, 메인 컨트롤러(6)에 실장된 위치 맞춤 시퀀스 프로그램에 의해 행해진다. 도 3은, 기판 모서리 위치 특정을 포함하는 위치 맞춤 시퀀스 프로그램의 전체에 대해서 나타낸 개략도이다.

노광 장치는, 도시하지 않은 기판 반입 확인 센서를 구비하고 있다. 위치 맞춤 시퀀스는, 기판 반입 확인 센서로부터 기판 반입 확인의 신호가 메인 컨트롤러(6)에 입력되었을 때, 실행된다. 위치 맞춤 시퀀스 프로그램은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 우선, 각 카메라(4)에 대해 촬영을 행하도록 제어 신호를 보낸다.

그리고, 각 카메라(4)로부터 촬영 데이터가 송신되면, 위치 맞춤 시퀀스 프로그램은, 모서리 위치 특정 프로그램을 실행하도록 화상 처리부(5)에 신호를 보낸다. 모서리 위치 특정 프로그램의 실행 결과는, 기판(S)의 모서리 위치의 좌표이다. 위치 맞춤 시퀀스 프로그램은, 모서리 위치 특정 프로그램으로부터 실행 결과가 반환되면, 위치 맞춤 프로그램을 실행한다. 위치 맞춤 프로그램은, 스테이지(2)에 신호를 보내 기판(S)을 소정의 처리 위치에 위치시키는 프로그램이다.

다음에, 모서리 위치 특정 프로그램에 대해서 설명한다. 모서리 위치 특정 프로그램이 실장된 화상 처리부(5)는, 프로세서나 기억부(메모리) 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 화상 처리부(5)는, PC와 동일한 노이만형 컴퓨터이지만, PLC와 같은 비(非)노이만형 컴퓨터로 구성하는 것도 가능하다.

도 4는, 모서리 위치 특정 프로그램의 전체를 개략적으로 나타낸 플로차트이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 모서리 위치 특정 프로그램은, 모서리 유무 판단 모듈과, 모서리 위치 특정 모듈로 이루어져 있다. 모서리 유무 판단 모듈은 판단 단계를 실행하는 모듈이며, 모서리 위치 특정 모듈은 모서리 위치 특정 단계를 실행하는 모듈이다.

각 카메라(4)로부터의 촬영 데이터는, 화상 처리부(5) 내의 기억부에 일시적으로 기억된다. 각 촬영 데이터에는, 서로를 식별할 수 있도록 ID(이하, 촬영 데이터 ID라고 한다.)가 부여된다. 모서리 위치 특정 프로그램은, 위치 맞춤 시퀀스 프로그램으로부터 각 촬영 데이터의 촬영 데이터 ID를 인수로서 수취하여 실행된다. 이 실시 형태에서는, 카메라(4)는 4대이므로 4개의 촬영 데이터 ID가 건네진다.

도 5는, 모서리 유무 판단 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 모서리 유무 판단 모듈은, 최초 촬영 데이터에 대해 2치화 처리가 행해진다. 즉, 소정의 역치를 적용하여 흑백의 2색의 이미지 데이터로 한다. 이하, 이 이미지 데이터를 2치화 데이터라고 한다. 생성된 2치화 데이터는, ID(2치화 데이터 ID)가 부여되어, 기억부에 기억된다. 다음에, 모서리 유무 판단 모듈은, 2치화 데이터에 대해서 브로브 검출을 행하여, 패턴 매칭에 의해 모서리 유무를 판단한다. 즉, 검출된 브로브 중에 기판(S)의 모서리의 상에 상당하는 것이 있는지 여부를 패턴 매칭에 의해 판단한다.

이 점에 대해서, 도 6을 참조하여 보다 자세하게 설명한다. 도 6은, 모서리 유무 판단 모듈에 의한 브로브 검출예를 나타낸 개략도이다. 도 6(1)은 기판(S)의 모서리가 없다고 판단되는 예, (2)는 기판(S)의 모서리가 있다고 판단되는 예이다. 또한, 이 실시 형태에서는, 마스크(32)에는 마스크 마크가 설치되어 있어, 기판(S)의 위치 맞춤 시, 마스크 마크도 아울러 촬영되어, 마스크(32)가 소정 위치에 위치하고 있는지의 확인이 행해진다. 이 때문에, 2치화 처리된 화상에는, 마스크 마크(MAM)의 브로브(Bm)가 포함된다. 또한, 2치화 브로브를 검출하는 화상 처리는, BlobAnalysis 함수와 같은 명칭으로 제공되고 있는 범용의 소프트웨어를 사용할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

코너부가 촬영되어 있는 경우, 당해 코너부의 브로브(Bs)는, 촬영 에리어(41)의 네 모퉁이 중 하나로부터 확장되는 직사각형의 형상이 된다. 이 경우의 하나의 모퉁이는, 당해 촬영을 행한 카메라(4)의 위치에 따라 정해지는 것이며, 이하, 에리어 시점이라고 하며, 도 6에 부호 411로 나타낸다.

촬영 데이터는, 어느 위치의 카메라(4)에 의한 것인지를 식별할 수 있도록 모서리 위치 특정 프로그램에 건네져 있으며, 모서리 유무 판단 모듈은, 어느 카메라(4)의 화상인지에 따라서 에리어 시점(411)을 특정한다. 그리고, 에리어 시점(411)을 포함하여 직사각형 형상으로 확장되는 브로브(Bs)가 있는지 어떤지 판단한다. 그와 같은 브로브(Bs)가 있으면 기판(S)의 모서리가 있다(촬영되어 있다)고 판단하고, 없으면 기판(S)의 모서리가 없다(촬영되어 있지 않다)고 판단한다. 또한, 기판(S)의 모서리가 촬영되어 있지 않다는 것이란, 반송계(1)에 의해 반송된 기판(S)의 정지 위치의 정밀도가 나빠, 촬영 에리어(41) 내에 기판(S)의 모서리가 정지하지 않았던 것을 의미한다.

모서리 위치 판단 모듈은, 상기와 같이 하여 모서리 유무를 판단한다. 그리고, 판단 결과를 메모리 변수에 저장하고, 다음의 촬영 데이터를 동일하게 처리하여 모서리 유무를 판단한다. 그리고, 판단 결과를 다른 메모리 변수에 저장한다. 이와 같이 하여 4개의 카메라(4)에 의한 촬영 데이터에 대해서 모서리 유무의 판단이 행해진다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 모서리 유무 판단 모듈은, 4개의 촬영 데이터에 대한 판단 결과를 모서리 위치 특정 프로그램에 반환하고, 종료한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 모서리 위치 특정 프로그램은, 모서리 유무 판단 모듈의 실행 결과에 대해서, 모서리 없음으로 판단된 촬영 데이터가 3개 이상 있었는지 어떤지 판단하여, 3개 이상이면, 위치 맞춤 불능인 것으로서 처리를 행한다. 이 경우, 위치 맞춤 프로그램도, 에러를 출력하고 중지된다. 모서리 없음의 촬영 데이터가 3개 이상이란, 모서리 있음으로 판단된 촬영 데이터가 1개 또는 0개였던 것을 의미한다. 모서리 위치 판단 모듈은, 모서리 있음으로 판단된 촬영 데이터가 2개 이상인 경우, 그들 촬영 데이터로부터 생성된 2치화 데이터의 2치화 데이터 ID를 반환값으로서 모서리 위치 특정 프로그램에 반환하고, 종료한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 모서리 위치 특정 프로그램은, 반환된 2치화 데이터 ID를 인수로 하여 모서리 위치 특정 모듈을 실행한다. 모서리 위치 특정 모듈은, 반환된 2치화 데이터 ID(브로브의 패턴 매칭에 의해 기판 모서리가 있다고 판단된 2치화 데이터)의 각각에 대해서 실행된다.

도 7은, 모서리 위치 특정 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다. 모서리 위치 특정 모듈은, X방향 엣지선 취득 서브 모듈과, Y방향 엣지선 취득 서브 모듈을 포함하고 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 모서리 위치 특정 모듈은, X방향 엣지선 취득 서브 모듈을 실행하여 X방향 엣지선을 취득하고, Y방향 엣지선 취득 서브 모듈을 실행하여 Y방향 엣지선을 취득한다. 그리고, X방향 엣지선과 Y방향 엣지선의 교점을 당해 촬영 데이터에 의해 특정된 기판 모서리 위치로 하고, 당해 기판 모서리 위치의 좌표를 반환값으로서 모서리 위치 특정 프로그램에 반환하고 종료한다.

도 8은, X방향 엣지선 취득 서브 모듈의 개략을 나타낸 플로차트이다. 또, 도 9는, X방향 엣지선 취득 서브 모듈에 의한 X방향 엣지선의 취득에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.

우선, 모서리 위치 특정 모듈에 있어서의 X방향 및 Y방향에 대해서 설명한다. 여기서의 X방향 및 Y방향이란, 기판 모서리 위치의 특정 시의 X방향 및 Y방향이기 때문에, 촬영 에리어(41)의 에리어 기준점(40)을 기준으로 하여 설정되어 있다. 이 실시 형태에서는, X방향은, 직사각형 형상을 이루는 촬영 에리어(41)의 한 변의 방향이며, Y방향은 이것과 직교하는 한 변의 방향이다. 따라서, X방향, Y방향은, 카메라(4)의 각 화소의 배열 방향에 일치하고 있다. 촬영 에리어(41)는 사각형이며, 예를 들면 장변의 방향이 Y방향, 단변의 방향이 X방향이다.

X방향 엣지선 취득 모듈은, 2치화 데이터의 값을 X방향으로 가면서 조사하여, 브로브(B)의 경계점의 좌표를 검출한다. 도 9에, 2치화 데이터의 값을 조사할 때의 X방향의 라인(이하, X방향 스캔 라인이라고 한다.)(Lx)을 나타낸다. X방향 스캔 라인(Lx)은, 일정한 인터벌을 두고 다수 설정되어 있다. 일정한 인터벌(이하, 스캔 폭이라고 한다.)(W)은, 150~350μm 정도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, X방향 엣지선 취득 모듈은, 최초 X방향 스캔 라인(Lx)에 있어서 브로브(B)의 경계점(P)의 좌표를 검출한다. 명암 중 브로브(B)는 어둡게 되어 있는 도트의 덩어리이기 때문에, 어두움에서 밝음으로 변화하고 있는 경계의 도트가 경계점(P)이며, 이 좌표를 검출한다. 또한, 「최초 X방향 스캔 라인(Lx)」이란, 에리어 시점(411)으로부터 X방향으로 연장되는 스캔 라인이며, 도 9의 예에서는 가장 좌측의 스캔 라인이다.

상기 경계점의 좌표의 검출에 있어서, 노이즈의 영향으로 브로브(B)가 2 이상 존재하고 있거나, 노이즈에 의해 브로브가 복잡한 윤곽을 이루고 있는 경우가 있기 때문에, 하나의 X방향 스캔 라인(Lx)에 있어서 2 이상의 경계점(P)이 존재하는 경우가 있다. 이 경우, X방향 엣지선 취득 모듈은, 가장 외측의 경계점(P)을 엣지점 후보로서 특정한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 8에 나타내는 바와 같이, X방향 엣지선 취득 모듈은, 최초 X방향 스캔 라인(Lx) 상의 명암을 조사해 가, 어두움에서 밝음으로 변화하고 있는 경계점(P)이 있으면, 그 좌표를 메모리 변수에 저장한다. 그리고, 또한 명암을 조사해 가, 어두움에서 밝음으로 변화하고 있는 경계점(P)이 있으면, 그 좌표를 메모리 변수에 덮어쓰기하여 저장한다. 이 처리를 X방향 스캔 라인(Lx)의 마지막 도트까지 행한다. 하나의 X방향 스캔 라인(Lx)에 대한 처리가 종료했을 때에 메모리 변수에 저장되어 있는 경계점(P)의 좌표가, 엣지점 후보이다.

상기 어두움에서 밝음으로의 경계점의 좌표를 조사하는 방향이 중요하므로, 이하에 설명한다. 어두움에서 밝음으로의 경계점을 조사할 때에는, X방향 스캔 라인(Lx)을 기판 모서리의 상의 내측에서 외측으로 가면서 행하게 되어 있다. 즉, 도 9에 나타내는 바와 같이, X방향에 있어서 기판(S)의 상이 존재하는 측이 내측이며, 이것과는 반대측이 외측이다. 그리고, 내측에서 외측으로 가면서, 어두움에서 밝음으로의 경계점(P)의 좌표를 메모리 변수에 덮어쓰기하여 저장한다. 따라서, 하나의 X방향 스캔 라인(Lx)에 대한 처리가 끝났을 때, 가장 외측의 경계점(엣지점 후보)(P)의 좌표가 메모리 변수에 저장되어 있게 된다.

X방향 엣지선 취득 모듈은, 스캔 폭(W) 만큼 떨어져 이웃하는 X방향 스캔 라인(Lx)에 대해서 동일한 처리를 행한다. 즉, 내측에서 외측으로 가면서 어두움에서 밝음의 경계점의 좌표를 메모리 변수에 저장해 간다. 이 때, 최초 X방향 스캔 라인(Lx)과는 다른 메모리 변수에 좌표가 저장되지만, 2개 이상의 경계점이 있었던 경우에는 덮어쓰기하여 좌표가 저장된다. 따라서, 2번째의 X방향 스캔 라인(Lx)에서도 가장 외측의 경계점의 좌표가 엣지점 후보로서 메모리 변수에 저장된 상태가 된다.

이와 같이 하여, 스캔 폭 마다 X방향 스캔 라인(Lx) 상에서의 어두움에서 밝음의 변화를 내측에서 외측으로 가면서 조사하고, 가장 외측의 경계점의 좌표를 엣지점 후보로서 메모리 변수에 저장한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 마지막 X방향 스캔 라인(Lx)(도 9의 가장 우측의 X방향 스캔 라인(Lx))에 대한 처리가 끝나면, X방향 엣지선 취득 모듈은, 각 X방향 스캔 라인(Lx)에서의 경계점을 각 메모리 변수로부터 엣지점 후보의 좌표를 읽어내어, 예를 들면 최소 이승법에 의해 일차의 근사 직선을 산출한다. 근사 직선은, 에리어 기준점(40)을 원점으로 하는 좌표계에 있어서의 일차 함수로 나타내어진다.

다음에, 각 엣지점 후보에 대해서, 각 엣지점 후보를 지나는 일차의 근사 직선으로부터의 거리를 산출하고, 근사 직선으로부터 먼 순서로 소정수의 엣지점 후보를 제거한다(캔슬한다). 그리고, 나머지 엣지점 후보에 의해 근사 직선을 재차 산출한다. 필요에 따라, 이 처리를 1회 또는 복수회 반복해서, 마지막 근사 직선을 X방향 엣지선으로 한다. 구해진 X방향 엣지선을 반환값으로서, 모서리 위치 특정 프로그램에 반환하면, X방향 엣지선 취득 모듈은 종료이다.

다음에, 모서리 위치 특정 프로그램은, Y방향 엣지선 취득 모듈을 실행한다. 도 10은, Y방향 엣지선 취득 모듈에 의한 Y방향 엣지선의 취득에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.

Y방향 엣지선 취득 모듈도, 브로브의 경계점을 조사하는 방향이 Y방향이 되는 것 뿐이며, X방향 엣지선 취득 모듈과 동일하다. 최초 Y방향 스캔 라인(Ly)(에리어 시점(411) 상의 Y방향 스캔 라인(Ly))에 있어서 내측에서 외측으로 명암을 조사하여, 밝음에서 어두움으로의 경계점(P)이 있으면, 그 좌표를 메모리 변수에 저장한다. 또한 Y방향 스캔 라인(Ly)을 따라 명암을 조사하여, 경계점(P)이 있으면 그 좌표를 메모리 변수에 덮어쓰기하여 저장한다. 이 처리를, 스캔 폭(W)마다 각 Y방향 스캔 라인(Ly)에 대해 행하여, 각각 가장 외측의 경계점(P)의 좌표를 Y방향 엣지점 후보로서 메모리 변수에 저장한다.

마지막 Y방향 스캔 라인(Ly)까지 처리를 행한 후, Y방향 엣지선 취득 모듈은, 각 Y방향 엣지점 후보에 의해 일차의 근사 직선을 구한다. 그리고, 일차의 근사 직선에 대한 각 Y방향 엣지점 후보의 거리를 구하여, 먼 순서로 소정수의 Y방향 엣지점 후보를 캔슬하고, 나머지 Y방향 엣지점 후보로 근사 직선을 재차 구한다. 구해진 근사 직선을 반환값으로서 기판 모서리 위치 특정 프로그램에 반환하고, Y방향 엣지선 취득 모듈은 종료한다.

또한, 상기 설명으로부터 자명하지만, X방향 엣지선이란, X방향 엣지점 후보로 구한 한 쪽의 엣지선이라는 의미이며, Y방향 엣지선이란 Y방향 엣지점 후보로 구한 다른 쪽의 엣지선이라는 의미이다.

도 11은, X방향 엣지선 및 Y방향 엣지선에 의해 기판 모서리 위치를 특정하는 모습을 나타낸 평면 개략도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 모서리 위치 특정 프로그램은, X방향 엣지선과 Y방향 엣지선의 교점(C)을 구하여, 교점(C)의 좌표를 이 기판(S)의 모서리의 위치로서 특정한다. 그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판(S)의 모서리가 있다고 판단된 하나의 촬영 데이터에 대해서 상기와 같이 기판 모서리 위치를 특정하고 그 좌표를 메모리 변수에 저장한 후, 기판(S)의 모서리가 있다고 판단된 다른 촬영 데이터에 대해서 동일한 처리를 반복하여 기판 모서리 위치를 특정하고, 다른 메모리 변수에 저장한다. 기판(S)의 모서리가 있다고 판단된 모든 촬영 데이터에 대해서 모서리 위치의 좌표가 각각 메모리 변수에 저장되면, 그들 좌표를 반환값으로서 위치 맞춤 시퀀스 프로그램에 반환한다. 이것으로, 모서리 위치 특정 프로그램은 종료이다.

또한, 다른 촬영 데이터에 있어서의 기판 모서리 위치 특정 시에는, 「내측」, 「외측」은, 상이한 방향인 경우가 있을 수 있다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이 우측 위의 코너부가 촬영된 촬영 데이터인 경우, X방향에서의 안에서 밖은, 지면 상의 아래에서 위이지만, 우측 아래의 코너부가 촬영된 촬영 데이터에서는, X방향에서의 안에서 밖은, 지면 상의 위로부터 아래가 된다.

다음에, 모서리 위치 특정 프로그램을 실행한 후의 위치 맞춤 시퀀스의 구성에 대해서 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤 시퀀스 프로그램은, 모서리 위치 특정 프로그램을 실행한 후, 마스크(32)와 기판(S)의 위치 맞춤 프로그램을 실행한다.

도시는 생략하지만, 마스크(32)와 기판(S)의 위치 맞춤 프로그램은, 주지의 방법에 의해 검출한 복수의 마스크 마크의 브로브(도 11에 있어서는 Bm)의 위치(좌표)로부터 산출한 안분점(案分点)과, 상기에서 검출한 기판의 복수의 모서리의 위치(좌표)(C)의 안분점이 일치하도록, 스테이지(2)를 수평면 내에서 직교하는 2방향 및 회전 방향으로 이동시킴으로써 행해진다. 마스크(32)와 기판(S)의 위치 맞춤이 끝나면, 스테이지(2)가 상승하여, 기판과 마스크가 밀착된다. 이 상태로, 광원으로부터의 광이 노광계(3)와 마스크를 통하여 기판에 조사되어, 마스크에 형성되어 있는 패턴이 기판에 전사된다.

상술한 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법에 의하면, 2치화 데이터를 생성하여 브로브를 검출하고, 검출된 브로브의 패턴 매칭을 행하지만, 패턴 매칭 만으로 모서리 위치를 특정하는 것이 아니라, X방향 및 Y방향에서 엣지점 후보를 취득하여, 엣지점 후보를 근사적으로 지나는 직선(근사 직선)의 교점을 모서리 위치로서 특정하고 있다. 그리고, 이 때, 어두움에서 밝음으로의 경계점 중, 가장 외측의 경계점을 엣지점 후보로서 특정하므로, 노이즈 등의 영향에 의한 특정 정밀도의 저하가 억제된다.

즉, 도 9나 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판(S)의 코너부에 음영이 비친 영향으로 굴곡이 있는 브로브(Bs)가 검출된 것으로 한다. 또, 이 도면에 나타내는 바와 같이, 작은 직사각형의 패턴이 마스크 마크로서 채용되어 있으며, 이 마스크 마크의 브로브(Bm)도 검출된 것으로 한다. 또한, 노이즈에 의한 브로브(Bn)가 검출된 것으로 한다. 이 경우, 도 6 중에 ×점으로 나타내는 바와 같이, 기판(S)의 코너부의 엣지보다 내측의 위치에 어두움에서 밝음의 경계점(P)이 존재한다. 또, 코너부보다 외측에도 마스크 마크나 노이즈에 의한 어두움에서 밝음의 경계점(P)이 존재한다.

이들 경계점(P) 중 엣지보다 내측의 경계점은, 엣지점 후보로는 되지 않고 캔슬된다. 또, 엣지보다 외측의 경계점은, 엣지점 후보로는 되지만, 최초 근사 직선에 대해 떨어진 위치에 있기 때문에, 2회째 또는 그 이후의 근사 직선을 구하는 처리 시에는 캔슬된다. 이 때문에, 이와 같은 경계점에 의해 기판 모서리 위치의 특정 정밀도가 저하되어 버리는 경우는 없다.

당초의 엣지점 후보의 총수에 대해 어느 정도의 수의 엣지점 후보를 캔슬하는지(어느 정도의 수의 엣지점 후보를 남기는지)는, 포함될 수 있는 노이즈의 양에 따라 상이하다. 많은 노이즈가 포함될 수 있는 경우, 캔슬하는 엣지점 후보의 수는 많아지지만, 그런데도 당초의 수에 대해 30%를 밑돌지 않게 하는 것이 바람직하다. 30%를 밑돌면, 그들이 본래의 기판(S)의 엣지의 위치를 나타내고 있다고 해도, 기판(S)의 엣지의 만곡과 같은 불규칙한 요인을 포함하기 쉬워지기 때문이다. 또, 캔슬하는 수가 70% 미만이면, 노이즈의 영향을 받기 쉬워져 버려, 노이즈가 최대한 적어지는 특별한 배려가 필요하게 되어 버린다는 문제가 있다. 이 때문에, 캔슬하는 엣지점의 수는 당초의 30% 이상 70% 이하로 하는 것이 바람직하고, 40% 이상 60% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 엣지의 직선성의 정밀도가 높은 기판(S)을 사용하는 경우에는 70%보다 많은 엣지점 후보를 캔슬하는 경우가 있을 수 있고, 노이즈가 적은 환경 하이면, 캔슬하는 엣지점 후보의 수를 30% 미만으로 하는 경우가 있을 수 있다.

또, 근사 직선을 다시 구하는 회수(회귀 처리의 회수)는, 1회여도 되고 수회여도 된다. 1회에 캔슬하는 엣지점의 수를 줄여 회귀 처리의 회수를 많게 하는 것이 적합하지만, 연산이 복잡해져 시간을 필요로 하게 되므로, 이들을 감안하여 적당히 선정한다. 또한, 먼 순서로 점을 캔슬하면서 근사 직선을 구하는 연산 처리를 행하는 소프트웨어는, 미국의 보스턴에 본사가 있는 코그넥스사(Cognex Corporation)로부터 Cognex Vision Library(CVL) 6.5의 명칭으로 판매되고 있는 소프트웨어 라이브러리에 포함되어 있으므로, 적합하게 사용할 수 있다. 이 소프트웨어에서는, 최종적으로 남기는 점(이 실시 형태에 있어서의 잔여 엣지점 후보)의 비율을 지정할 수 있으므로, 그 기능을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 기판(S)의 표면의 요철이나 드라이 필름의 가장자리와 같이, 노이즈의 영향은 기판(S)의 코너부의 상의 내측에 생기기 쉽다. 따라서, 코너부의 외측에 특별히 노이즈의 상의 비침이 없는 경우, 예를 들면 마스크 마크의 비침이 없는 경우에는, 가장 외측의 기준점(P)을 엣지점 후보로서 초기 근사 직선을 구하는 것 만으로 충분한 경우가 있다. 이 경우에는, 일차의 근사 직선이 그대로 엣지선이 된다. 마스크가 기판에 대해 크게 마스크 마크의 위치가 촬영 에리어(41)를 벗어난 위치가 되는 경우를, 예를 들면 들 수 있다.

마스크 마크가 촬영 에리어(41)에 들어 오는 경우, 기판 모서리 위치의 특정 정밀도에 가능한 한 영향을 주지 않게 하려면, 마스크 마크는 직사각형 형상이 아닌 것이 바람직하다. 직사각형 형상의 마스크 마크인 경우, 어느 하나의 변이 기판의 코너부의 엣지선으로 오인식되기 쉽기 때문이다. 예를 들면, 원형 또한, 삼각 형상 등의 마스크 마크를 생각할 수 있다.

다음에, 상기 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법이 실시되는 노광 장치의 전체의 동작에 대해서 설명한다.

기판(S)은, 반송계(1)에 의해 반송되어, 스테이지(2)에 재치된다. 이 때, 기판(S)이 처리 위치에 반송되도록 메인 컨트롤러(6)로부터 반송계(1)에 제어 신호가 보내지지만, 반송계(1)의 정밀도의 한계로, 반송 위치는 처리 위치에는 충분히 일치하고 있지 않다. 이 때문에, 메인 컨트롤러(6)는, 장치의 각 부에 신호를 보내, 위치 맞춤 시퀀스를 실행한다.

즉, 기판(S)의 반송 시, 각 카메라(4)는 반송에 지장이 없는 퇴피 위치에 퇴피하고 있지만, 기판(S)이 스테이지(2)에 재치된 후, 메인 컨트롤러(6)로부터의 신호에 의해 카메라 구동 기구(42)가 동작하여, 각 카메라(4)는 소정 위치로 이동하게 된다. 이 위치는, 각 카메라(4)의 렌즈의 광축이 에리어 기준점(40)에 일치하며, 소정의 촬영 거리가 되는 위치이다.

이 상태로 각 카메라(4)는 촬영을 행하고, 촬영 데이터가 화상 처리부(5)에 보내진다. 화상 처리부(5)에는 모서리 위치 특정 프로그램의 실행 지령이 보내져, 모서리 위치 특정 프로그램이 실행된다. 모서리 위치 특정 프로그램은, 상술한 바와 같이 기판 모서리 있음으로 판단된 촬영 데이터로부터 기판 모서리 위치를 특정하고, 그 결과를 위치 맞춤 시퀀스 프로그램에 반환한다.

마스크와 기판의 위치 맞춤 시퀀스 프로그램은, 기판 모서리 위치의 특정 결과로부터 모서리 위치의 안분점을 산출하고, 미리 산출하고 있던 마스크 마크(MAM)의 안분점과 일치시키기 위한 이동량을 산출하여 스테이지 구동 기구(21)에 제어 신호로서 송신한다. 스테이지(2)는, 송신된 이동량의 이동을 행하여, 기판(S)은 처리 위치에 위치한다.

계속해서, 스테이지(2)가 상승하여 기판(S)이 마스크(32)에 밀착된다. 그 후, 메인 컨트롤러(6)로부터 노광계(3)에 신호가 보내져, 노광 처리가 실행된다. 소정 시간의 노광 후, 노광계(3)의 동작이 정지되어, 스테이지(2)가 하강하고, 반송계(1)가 동작하여 기판(S)은 스테이지(2)로부터 픽업되어 반출된다.

이 노광 장치에서는, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방향에 의한 특정 결과에 의거하여 기판(S)의 위치 맞춤이 행해지므로, 위치 맞춤 정밀도가 높아진다. 특히, 기판(S)에 얼라인먼트 마크가 설치되어 있을 필요는 없기 때문에, 퍼스트 노광 시에 적합하다.

상기 설명에서는, 노광 장치는 컨택트 방식인 것으로 했지만, 프록시미티 방식이어도 투영 노광 방식이어도 마찬가지로 실시 가능하다. 컨택트 방식이나 프록시미티 방식의 경우, 카메라(4)는 마스크(32) 넘어로 기판(S)의 모서리를 촬영하지만, 투영 노광 방식의 경우, 카메라(4)는 마스크(32)와 기판(S) 사이의 위치에 위치하게 되므로, 기판(S)의 모서리 만을 촬영한다. 이 때문에, 촬영 데이터에 마스크 마크가 포함되는 일은 없다. 이 때문에, 화상 처리의 점에서는 간이해진다.

또, 어느 방식에 있어서도, 기판(S)의 양면을 동시에 노광하는 양면 노광의 방식이 채용되는 경우도 있을 수 있다. 기판(S)의 양면에 실장을 행하는 프린트 기판 등에서는, 한쪽의 면에 대한 패턴의 형성 위치와 다른 쪽의 면에 대한 패턴의 형성 위치의 관계가 특별히 문제가 되지만, 양면 노광의 경우, 양측에 배치한 마스크(32)를 서로 위치 맞춤해 두면 패턴의 위치 관계의 정밀도를 유지하는 것이 용이해진다. 이 점은, 퍼스트 노광에 있어서 양면 노광을 채용하는 경우에 현저하고, 최초에 양자의 위치 관계의 정밀도를 확보해 두면, 그 후에 패턴을 적층한 경우도 정밀도를 확보하기 쉽다. 이와 같은 양면 노광을 행하는 경우도, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법을 채용함으로써 고정밀도의 기판 모서리 위치 특정이 가능해져, 그 후의 양면에서의 패턴 형성 정밀도도 높게 할 수 있다.

또한, 노광의 방식에 대해서는, 상기 외에 다이렉트 이메징(DI) 방식이 알려져 있다. DI 방식에서는, DMD와 같은 공간광변조기를 사용하여 조사 패턴을 생성하여 노광하므로, 마스크는 사용하지 않는다. DI 방식의 노광에 있어서도, 기판을 소정의 처리 위치에 배치하는 것이 필요하고, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법이 적합하게 채용된다.

또한, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법은, 노광 처리 이외의 프로세스에 있어서도 적합하게 채용될 수 있다. 예를 들면, 2장의 기판을 붙이는 기판 접합 장치에 있어서도, 한쪽의 기판을 소정의 처리 위치에 위치시킨 상태로 다른 쪽의 기판을 씌워 붙일 필요가 있어, 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법이 적합하게 사용될 수 있다.

이 외에, 검사 그 외의 목적으로 기판을 관찰하는 장치에 있어서도 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법은 적합하게 채용될 수 있다. 예를 들면, 기판의 표면의 흠 등의 결함을 검사하는 장치에 있어서 그 결함의 위치를 특정할 필요가 있는 경우, 장치 내의 기준 위치에 기판을 배치하고 나서 결함을 검출하여 위치를 특정할 필요가 있어, 이와 같은 경우에 실시 형태의 기판 모서리 위치 특정 방법은 적합하게 채용될 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 경계점은 어두움에서 밝음으로의 변화의 경계인 것으로 했지만, 기판에 따라서는 경계점이 밝음에서 어두움으로의 변화의 경계인 경우도 있다. 예를 들면 스테이지의 표면이 검은색인 한편, 기판이 어느 정도의 광을 반사하는 밝은 면인 경우, 콘트라스트가 반대가 되는 경우가 있을 수 있다.

또, 마스크 마크와 같은 노이즈를 색으로 캔슬하는 구성이 채용되는 경우도 있다. 즉, 마스크 마크를 특정의 색으로 형성해 두고, 동계 색광으로 조명하면서 기판의 모서리를 촬영함으로써, 마스크 마크의 패턴의 비침을 억제하여 기판 모서리 위치 특정을 행하는 경우가 있을 수 있다. 이 점은, 장치 내의 각 부의 형상이 비침으로써 발생하는 노이즈에 대해서도 마찬가지로, 조명하는 색을 적당히 선택하거나, 촬영 데이터를 컬러 데이터로 해두고 색으로 노이즈를 제거한 다음 2치화하여 브로브를 검출하는 경우도 있을 수 있다.

1: 반송계 2: 스테이지
3: 노광계 4: 카메라
40: 에리어 기준점 41: 촬영 에리어
42: 카메라 구동 기구 5: 화상 처리부
6: 메인 컨트롤러 Bs: 기판의 코너부의 브로브
Bm: 마스크 마크의 부록 Bn: 노이즈의 브로브
E: 노광 기준점 Lx: X방향 스캔 라인
Ly: Y방향 스캔 라인 W: 스캔 폭
P: 경계점

Claims (3)

1. 카메라의 촬영 에리어 내에 모서리가 위치하도록 직사각형 형상의 기판을 배치하는 기판 배치 단계와,
   기판 배치 단계 후, 촬영 에리어를 카메라로 촬영하는 촬영 단계와,
   촬영된 촬영 에리어의 촬영 데이터로부터, 당해 촬영 에리어 내에 기판의 모서리가 위치하고 있는지 여부를 판단하는 판단 단계와,
   판단 단계에 있어서 촬영 에리어 내에서 기판의 모서리가 위치하고 있다고 판단된 경우, 당해 촬영 데이터를 처리하여 모서리 위치를 특정하는 모서리 위치 특정 단계를 가지는 기판 모서리 위치 특정 방법으로서,
   모서리 위치 특정 단계는, 촬상 데이터로부터 엣지점 후보를 특정하는 위치 특정 제1 단계와, 위치 특정 제1 단계에 있어서 특정된 엣지점 후보로부터, 두 개의 엣지 직선을 특정하는 위치 특정 제2 단계와, 위치 특정 제2 단계에서 특정된 두 개의 엣지 직선의 교점을 상기 촬영 에리어에 배치된 기판의 모서리의 위치로서 특정하는 위치 특정 제3 단계를 구비하고 있으며,
   위치 특정 제1 단계는, 촬영 에리어에서 직교하는 두 개의 방향 중 X방향의 스캔 라인인 X방향 스캔 라인에 있어서 명암이 변화하는 경계점 중 가장 외측에 위치하는 경계점을 X방향 엣지점 후보로서 특정함과 함께, Y방향의 스캔 라인인 Y방향 스캔 라인에 있어서 명암이 변화하는 경계점 중 가장 외측에 위치하는 경계점을 Y방향 엣지점 후보로 하는 단계이며,
   위치 특정 제1 단계는, X방향 스캔 라인에 있어서 가장 외측에 위치하는 경계점의 명암이 상기 X방향 스캔 라인에 있어서 가장 큰 명암이 아닌 경우에도 상기 경계점을 X방향 엣지점 후보로서 특정함과 함께, Y방향 스캔 라인에 있어서 가장 외측에 위치하는 경계점의 명암이 상기 Y방향 스캔 라인에 있어서 가장 큰 명암이 아닌 경우에도 상기 경계점을 Y방향 엣지점 후보로 하는 단계이며,
   위치 특정 제1 단계에 있어서의 X방향의 가장 외측이란, X방향에 있어서 기판의 상이 존재하는 측을 안으로 하고, 이것과는 반대측을 밖으로 한 경우의 가장 외측이고, Y방향의 가장 외측이란, Y방향에 있어서 기판의 상이 존재하는 측을 안으로 하고, 이것과는 반대측을 밖으로 한 경우의 가장 외측이며,
   위치 특정 제1 단계는, 소정의 인터벌을 두고 다수의 X방향 스캔 라인 상에서 상기 X방향 엣지점 후보를 특정함과 함께, 소정의 인터벌을 두고 다수의 Y방향 스캔 라인 상에서 상기 Y방향 엣지점 후보를 특정하는 단계이며,
   위치 특정 제2 단계에서 특정되는 두 개의 엣지 직선 중 한쪽은, 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 X방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선이며, 다른쪽은, 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 Y방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선인 것을 특징으로 하는 기판 모서리 위치 특정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 특정 제2 단계는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 X방향 엣지점 후보에 의해 얻어진 일차의 근사 직선으로부터 먼 순서로 하나 또는 복수의 X방향 엣지점 후보를 제거하고, 잔여 X방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선을 구하여 상기 한쪽의 엣지 직선으로 함과 함께, 상기 위치 특정 제1 단계에서 특정된 다수의 Y방향 엣지점 후보에 의해 얻어진 일차의 근사 직선으로부터 먼 순서로 하나 또는 복수의 Y방향 엣지점 후보를 제거하고, 잔여 Y방향 엣지점 후보를 지나는 근사 직선을 구하여 상기 다른쪽의 엣지 직선으로 하는 단계인 것을 특징으로 하는 기판 모서리 위치 특정 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 잔여 X방향 엣지점 후보의 수는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 구해진 X방향 엣지점 후보의 수의 30% 이상 70% 이하이고, 상기 잔여 Y방향 엣지점 후보의 수는, 상기 위치 특정 제1 단계에서 구해진 Y방향 엣지점 후보의 수의 30% 이상 70% 이하인 것을 특징으로 하는 기판 모서리 위치 특정 방법.

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