KR20030024575A - 사행 수정 기구를 구비한 띠 형상 작업편의 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사행 수정을 정밀도 높게 행하고, 또 얇은 작업편이나 정전기가 발생하는 경우라 해도, 사행 수정을 확실히 행할 수 있게 한다.

띠 형상 작업편(W)의 에지를 촬영하는 에지 검출 수단(2, 2′)을 띠 형상 작업편(W)의 반송 방향의 2부분에 설치하고, 에지 검출 수단(2, 2′)의 CCD 카메라(2a)의 시야 내에 작업편 에지와 교차하는 직선부를 갖는 마스크(2c)를 배치한다. 또, 화상 처리부(3)에, 상기 마스크와 띠 형상 작업편(W)의 에지가 만드는 L자형 또는 오목형 등의 형상의 패턴을 등록한다. 화상 처리부(3)는 상기 등록 패턴에 의해, 에지 검출 수단(2, 2′)의 화상을 서치하여, 작업편(W)의 에지의 위치 좌표를 구한다. 제어부(4)는 작업편 에지의 위치 좌표로부터 띠 형상 작업편(W)의 사행량을 연산하여, 미리 설정된 사행량보다도 큰 경우에 제어 신호를 출력하고, 사행량을 수정하도록 작업편(W)을 폭방향 및/또는 회전 방향으로 이동시킨다.

Description

사행 수정 기구를 구비한 띠 형상 작업편의 노광 장치{EXPOSURE DEVICE FOR STRIP-LIKE WORKPIECE WITH MEANDERING CORRECTION MECHANISM}

본 발명은 띠 형상 작업편의 폭방향의 에지 위치 정보를 화상 처리에 의해 구하고, 얻어진 위치 정보에 기초하여 반송시에 발생하는 띠 형상 작업편의 사행(蛇行)을 수정하는 사행 수정 기구를 구비한 띠 형상 작업편의 반송 장치에 관한 것이다.

띠 형상 작업편(이하, 작업편이라 부르는 경우가 있다)의 노광 장치에 있어서, 마스크에 형성된 회로 등의 패턴(마스크 패턴)을 작업편에 노광할 때, 노광 처리를 행하기 전에, 작업편에 형성된 얼라인먼트 마크와, 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크를 사용하여, 마스크와 작업편의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행하는 것은 알려져 있다.

그러나, 회로 등의 패턴이나 워크 마크가 형성되어 있지 않은 워크에 대해, 최초의 노광(퍼스트 노광이라 부르는 경우가 있다)을 행하는 경우는, 상기와 같은 위치맞춤은 불가능하다.

퍼스트 노광의 경우, 노광하는 패턴들의 간격의 정밀도는, 반송 방향의 위치결정 정밀도에 의해 정해지고, 장치가 작업편을 반송하는 반송 정밀도에 의존한다.

또, 패턴의 작업편 에지로부터의 거리(폭방향의 위치)도 정해져 있으나, 작업편 반송중에 사행이 발생하면, 형성되는 패턴의 위치가 폭방향으로 어긋나거나 비스듬해지거나 한다. 따라서, 작업편의 사행을 수정할 필요가 있다.

띠 형상 작업편의 사행 수정에 관한 기술은 예를 들면 일본국 특개평 9-70731호 공보에 기재되어 있다.

상기 공보에 기재되는 제1 실시예의 것은, 비교적 수광 면적이 큰 수광 소자와 발광 소자로 이루어지는 2개의 광 센서를, 띠 형상 작업편의 상류측과 하류측에 배치하여 띠 형상 작업편의 사행을 검출한다. 사행량의 수정은 2부분의 클램프(파지부)로 띠 형상 작업편의 가장자리 단부를 파지하여, 작업편을 폭방향으로 잡아당기거나 밀거나 하여 행한다.

그리고, 2개의 광 센서의 수광 소자의 수광량이 사행 허용 범위로서 설정된 수광량의 범위 내이면, 사행 없음으로 판단한다. 또, 2개의 광 센서의 수광 소자의 수광량이 사행 허용 범위로서 설정된 수광량의 범위 밖이면, 수광량의 차이에따른 거리만큼 상기 파지부를 이동시켜 사행의 수정을 행하는 것이다.

또, 상기 공보에 기재되는 제2 실시예는, 띠 형상 작업편의 상류측과 하류측에 수광 면적이 비교적 작은 수광 소자와 발광 소자로 이루어지는 광 센서를 2개씩 배치하고, 내측에 배치된 2개의 수광 소자가 차광되고, 외측에 배치한 2개의 수광 소자가 발광 소자의 광을 수광한 상태를 "사행 없음"으로 판단하고, 그 이외의 경우를 "사행 있음"으로 판단하여, "사행 있음"의 경우 상기와 같이 파지부를 이동시켜 사행의 수정을 행하는 것이다.

상기 공보의 제1 실시예에 기재되는 것은, 광 센서로서 비교적 수광 면적이 큰 것을 사용해야만 하여, 광 센서가 고가이며 대형이 된다.

또, 상기 공보의 제2 실시예에 기재되는 것은 광 센서의 광량, 또는 2개씩 배치된 광 센서의 위치에 의해, 허용되는 사행 범위를 설정하고 있는데, 작업편의 사행 허용 범위의 설정이 어렵다. 특히, 상기 공보의 제1 실시예와 같이, 광 센서의 광량 변화에 의해 사행 허용 범위를 설정하는 경우, 설정한 광량의 임계치에 대해, 높은 정밀도로 재현성 높게 신호를 출력하는 센서가 필요해진다. 그러한 센서는 평행한 레이저 광을 출사하는 광원을 필요로 하며, 대단히 고가이며 대형인 경우가 많다.

또, 상기 공보의 제2 실시예처럼, 2개씩 배치된 광 센서의 위치에 의해 허용되는 사행 범위를 설정하는 것은, 센서의 개수가 많으므로 비교적 고가가 되고, 또 센서를 설정된 위치에 정확하게 부착하는 것이 어려워, 기계적으로 부착하는 것이므로 오차도 크다.

또한, 상기 공보에 기재된 것은, 클램프(파지부)에 의해 띠 형상 작업편은 파지하여 사행의 수정을 행하고 있으므로, 비교적 얇은 띠 형상 작업편의 경우, 사행 수정에 실패한다. 즉, 클램프(파지부)가 미끄러져 워크의 파지에 실패하는 경우가 있고, 또 종류에 따라서는 정전기에 의해 워크 스테이지와 띠 형상 작업편이 붙어버려, 워크가 이동하지 않는 경우가 있다. 얇고 부드러운 워크에서는, 클램프를 움직여도 작업편이 변형할 뿐, 사행 수정 불가능한 경우가 있다.

도 1은 본 발명의 본 실시예의 띠 형상 작업편 노광 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 나타낸 띠 형상 작업편 노광 장치를 위에서 본 도면,

도 3은 본 발명의 실시예의 에지 검출 유닛의 구성예를 나타낸 도면,

도 4는 CCD 카메라의 시야에 비춰지는 작업편 에지의 화상예를 나타낸 도면,

도 5는 에지 검출을 위한 등록 패턴의 예를 나타낸 도면,

도 6은 도 4의 화상 위에서 도 5의 등록 패턴에 의해 패턴 서치를 한 경우를 설명하는 도면,

도 7은 사행량의 수정을 설명하는 도면,

도 8은 도 7의 경우의 띠 형상 작업편의 상태를 나타낸 도면,

도 9는 마스크의 패턴과 각각에 대응하는 등록 패턴의 예를 나타낸 도면,

도 10은 마스크를 설치한 경우의 CCD 카메라의 화상과, 패턴 서치에 의해 등록 패턴과 CCD 카메라의 화상이 일치한 경우를 설명하는 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 … 워크 스테이지 이동 기구 2, 2′… 에지 검출 유닛

2a … CCD 카메라를 갖는 현미경 2b … 발광부

2c … 에지 검출용 마스크 3 … 화상 처리부

4 … 제어부 5 … 진공 흡착 기구

L1 … 권출 릴 L2 … 권취 릴

W … 띠 형상 작업편 R11 … 브레이크 롤러

R21 … 드라이브 롤러 R12 … 가압 롤러

R22 … 가압 롤러 WS … 워크 스테이지

LH … 광 조사부 M … 마스크

MS … 마스크 스테이지 L … 투영 렌즈

AU … 얼라인먼트 유닛

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 화상 처리 기구를 사용하여 작업편 에지를 검출하고, 얻어진 에지의 위치 정보에 기초하여 띠 형상 작업편의 사행 수정을 행함으로써, 사행 수정을 정밀도 높게 행하고, 또 얇은 작업편이나 정전기가 발생하는 경우에도, 사행 수정을 확실히 행할 수 있는 띠 형상 작업편의 노광 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 상기한 광 센서를 대신하여, 얼라인먼트 마크의 고정밀도의 검출에 실적이 있고 비교적 소형화되어 있는 CCD 카메라를 갖는 현미경과 화상 처리부를 이용하여, 이하와 같이 띠 형상 작업편의 에지를 검출하여 사행 수정을 행한다.

(1) 띠 형상 작업편의 에지를 촬영하는 CCD 카메라를 갖는 제1 및 제2 에지 검출 수단을 띠 형상 작업편의 반송 방향의 2부분에 설치한다. 또, 제1, 제2 에지 검출 수단의 CCD 카메라의 시야 내에 작업편 에지와 교차하는 직선부를 갖는 마스크를 배치한다.

한편, 화상 처리부에, 상기 마스크와 작업편 에지가 만드는 직선의 조합으로 이루어지는 예를 들면 L자형 또는 오목형의 형상의 패턴을 등록한다.

그리고, 화상 처리부는, 상기 등록 패턴에 의해, 에지 검출 수단의 CCD 카메라의 시야 내를 서치하여, 작업편의 에지의 위치 좌표를 구한다. 제어부는 2부분의 작업편 에지의 위치 좌표로부터 띠 형상 작업편의 사행량을 연산하여, 미리 설정된 사행량보다도 큰 경우에 제어 신호를 출력하고, 사행량을 수정하도록 작업편을 폭방향 및/또는 회전 방향으로 이동시킨다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 워크 스테이지에 띠 형상 작업편을 유지시키고, 상기 제어부의 출력에 의해 구동되는 워크 스테이지 이동 수단에 의해, 워크 스테이지를 띠 형상 작업편의 폭방향으로 이동시키는 동시에, 워크 스테이지를 회전시켜 워크의 사행을 수정한다.

본 발명에 있어서는, 작업편 에지를 검출하는 2차원 CCD 카메라를 갖는 에지 검출 수단을 사용하여 상기 CCD 카메라의 시야 내에, 검출하는 작업편 에지에 대해 교차하는 직선부를 갖는 마스크를 설치하고, 상기 마스크와 작업편 에지가 만드는 L자형, 또는 오목형을 에지 위치 검출용 패턴으로서 등록하고, 상기 등록 패턴에 의해 CCD의 시야 내를 서치하여, 띠 형상 작업편의 에지 위치를 검출하고 있으므로, CCD 카메라를 갖는 에지 검출 수단과, 종래의 마스크와 작업편의 얼라인먼트에 사용되고 있었던 화상 처리부를 사용하여, 띠 형상 작업편의 사행량을 검출하여, 상기 사행량을 수정할 수 있다. 또, 종래예에서 나타낸 띠 형상 작업편을 그 폭방향으로 이동시키고, 상기 2개의 광 센서의 작동 타이밍으로부터 띠 형상 작업편의 사행을 검출하는 것에 비해, 사행량 검출을 위한 시간을 단축할 수 있다.

특히, 종래의 장치에 CCD 카메라를 갖는 에지 검출 수단을 설치하는 것만으로, 띠 형상 작업편의 에지를 검출하여 사행량을 수정할 수 있으므로, 종래의 광 센서를 사용하는 것에 비해, 구성을 간단하게 할 수 있다. 또, 비교적 저렴하게 검출 수단을 사용하여, 고정밀도의 사행 수정을 행할 수 있다.

또한, 작업편을 워크 스테이지에 흡착한 상태로 사행 수정함으로써, 파지에 실패하는 경우가 없고, 또 정전기에 의해 워크 스테이지와 띠 형상 작업편이 붙어 버려도, 문제없이 사행 수정 가능하다. 그 때문에, 얇은 작업편이라도 변형하지 않고 사행 수정하는 것이 가능해진다.

(발명의 실시형태)

이하에서는, 띠 형상 작업편(W)에 마스크 패턴을 투영 노광하는 투영 노광 장치를 일례로 하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 하기 실시예에 나타낸 투영 노광 장치뿐만 아니라, 마스크와 작업편을 접촉시켜 노광하는 콘택트 노광 장치, 마스크와 작업편을 근접시켜 노광하는 프록시미티 노광 장치에도 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 본 실시예의 띠 형상 작업편 노광 장치의 구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 나타낸 워크 스테이지의 부분을 위에서 본 도면이다.

동 도면에서, L1은 미노광의 띠 형상 작업편(W)이 감긴 권출 릴, R11은 브레이크 롤러, R12는 가압 롤러, R21은 드라이브 롤러, R22는 가압 롤러, L2는 노광이끝난 띠 형상 작업편을 권취하는 권취 릴이다.

또, LH는 노광 광/비노광 광을 조사하는 광 조사부, M은 마스크 패턴과 마스크 얼라인먼트·마크가 기재된 마스크, MS는 마스크(M)를 재치하는 마스크 스테이지, L은 투영 렌즈이며, 광 조사부(LH)가 방사하는 노광 광/비노광 광은 마스크(M) 상에 조사되고, 마스크(M) 상에 설치된 마스크 패턴, 얼라인먼트·마크는 투영 렌즈(L)를 통해 워크 스테이지(WS) 상의 띠 형상 작업편(W)에 투영된다.

띠 형상 작업편(W)(이하, 작업편이라고 하는 경우도 있다)는 드라이브 롤러(R21)와 가압 롤러(R22)에 사이에 끼워지고, 드라이브 롤러(R21)가 회전함으로써 권출 릴(L1)로부터 권출되어, 워크 스테이지(WS)의 노광 위치까지 반송되고, 소정의 위치에 위치결정된 후 노광 처리가 행해진다. 그리고, 노광이 끝난 띠 형상 작업편(W)은 권취 릴(L2)에 권취된다.

워크 스테이지(WS)에는 띠 형상 작업편(W)을 유지하기 위해, 진공 흡착 기구(5)가 설치되어 있으며, 작업편(W)이 소정 위치에 위치결정되면, 상기 진공 흡착 기구(5)에 의해 작업편(W)을 워크 스테이지에 흡착 고정한다.

워크 스테이지 이동 기구(1)는 띠 형상 작업편(W)이 흡착 고정된 워크 스테이지(WS)를 적어도 띠 형상 작업편의 폭방향(이하, 이 방향을 Y방향이라 한다) 이동시키는 동시에, 워크 스테이지면에 수직인 직선을 축으로 하여 회전시켜(이하, 이 회전을 θ방향으로 이동시킨다고 한다), 띠 형상 작업편(W)의 사행 수정을 행한다.

그리고, 그 후 마스크를 통해 띠 형상 작업편에 대해 광 조사부(LH)로부터노광 광을 조사하여 마스크 패턴을 노광한다.

에지 검출 유닛(2, 2′)은 도 3에 나타낸 바와 같이 2차원의 CCD 카메라를 갖는 현미경(2a)과, LED 등으로 이루어지는 발광부(2b)와, 에지 검출용 마스크(2c)로 이루어지고, 워크 스테이지의 워크 반송 방향(X방향)의 전후에 2부분 설치된다(상기 마스크(2c)의 기능, 마스크 패턴의 형상에 대해 후술한다). 에지 검출 유닛(2, 2′)의 부착 간격은 워크 스테이지의 크기에 따라서도 다르나, 약 40 ∼ 50cm 이다.

상기 CCD 카메라의 시야는 본 실시예에서는 10mm×10mm이다. 띠 형상 작업편(W)을 반송할 때, 띠 형상 작업편(W)의 에지가 오는 위치가 되도록 부착한다. 상기 에지 검출 유닛(2, 2′)으로부터의 신호는 화상 처리부(3)로 보내어지고, 화상 처리되어 에지의 위치 좌표가 검출된다. 화상 처리부(3)에 의해 검출된 에지의 위치 좌표는 제어부(4)로 보내어진다.

또한, 2개의 에지 검출 유닛(2, 2′)의 간격은 상기와 같이 약 40 ∼ 50cm인데, 이 간격에서의 띠 형상 작업편의 1회 반송당(반송량은 약 250mm정도) 사행량은 많아도 1 ∼ 3mm정도이다.

사행량을 이 정도의 양으로 억제하는 것은 드라이브 롤러(R21)나 브레이크 롤러(R11) 등을 적절하게 조정함으로써 가능하다. 따라서, 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라의 시야 10mm×10mm로부터, 1회의 반송으로 작업편의 에지가 비어져 나오는 경우는 없다.

또, 최초의 노광에 의해 띠 형상 작업편(W)에 마스크 패턴이나 얼라인먼트마크가 형성된 후, 2회째 이후의 노광을 행할 때, 작업편(W)에 형성된 얼라인먼트 마크(워크 마크)와, 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크(마스크 마크)를 사용하여, 마스크(M)와 작업편(W)의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행한다.

그 때문에, 얼라인먼트 유닛(AU)이 띠 형상 작업편(W) 상에 기재된, 1회의 위치맞춤에 사용하는 워크 마크에 따른 수 설치되어 있다. 얼라인먼트 유닛(AU)은 동 도면 화살표 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있으며, 얼라인먼트시에는 예를 들면 동 도면에 나타낸 바와 같이 노광 영역 내의 워크 마크를 검출할 수 있도록 이동시키고, 띠 형상 작업편(W)을 노광할 때는 노광 영역으로부터 퇴피시킨다.

그리고, 얼라인먼트시에, 띠 형상 작업편(W) 상에 결상한 마스크의 얼라인먼트 마크상과 띠 형상 작업편(W) 상에 기재된 워크 얼라인먼트 마크는 얼라인먼트 유닛(AU)에 의해 수상되어 화상 처리부(3)로 보내어진다. 화상 처리부(3)에서는 상기 마스크(M)와 작업편(W)의 얼라인먼트 마크상을 화상 처리하여, 마스크와 워크의 얼라인먼트 마크의 위치 좌표를 검출한다. 검출된 마스크와 작업편의 얼라인먼트 마크의 위치 좌표는 제어부(4)로 보내어지고, 제어부(4)는 마스크 스테이지(MS)를 구동하여, 마스크의 얼라인먼트 마크와 워크의 얼라인먼트 마크가 미리 설정된 위치 관계가 되도록 마스크(M)와 띠 형상 작업편(W)의 얼라인먼트를 행한다.

또, 제어부(4)는 드라이브 롤러(R21) 등을 제어하여, 띠 형상 작업편(W)의 위치결정 등을 행하는 동시에, 상기 화상 처리부(3)로부터 보내어지는 띠 형상 작업편(W)의 에지 위치에 기초하여, 워크 스테이지 이동 기구(1)를 구동하여, 띠 형상 작업편의 사행 수정을 행한다. 그리고, 그 후 마스크 패턴을 워크에 노광한다.

다음으로, 본 실시예의 장치에서의 띠 형상 작업편의 사행 수정 동작에 대해 설명한다.

(1) 상기한 바와 같이, 띠 형상 작업편(W)은 드라이브 롤러(R21)와 가압 롤러(R22) 사이에 끼워지고, 드라이브 롤러(R21)가 회전함으로써 워크 스테이지의 노광 위치에까지 반송된다. 반송중, 띠 형상 작업편(W)은 브레이크 롤러(R11)와 가압 롤러(R12) 사이에 끼어 있으며, 띠 형상 작업편(W)이 반송중에 구겨지는 것을 방지한다.

또, 띠 형상 작업편(W)의 반송중, 워크 스테이지(WS) 표면와 작업편(W)의 뒷면이 접촉하지 않도록, 워크 스테이지(WS)가 약간 하강하거나, 워크 스테이지(WS) 표면으로부터 작업편(W)을 향해 에어가 뿌려진다. 1회의 반송 거리는 작업편에 형성하는 패턴의 크기나, 설정되어 있는 패턴들의 간격에 따라서도 다르나, 본 실시예의 경우 250mm이다.

(2) 띠 형상 작업편(W)이 설정된 반송 거리를 보내어지면, 드라이브 롤러(R21)의 회전이 정지되고 작업편(W)의 반송이 정지된다. 워크 스테이지(WS)의 진공 흡착 기구가 동작하여, 작업편(W)이 워크 스테이지(WS) 상에 유지된다.

(3) 드라이브 롤러(R21) 및 브레이크 롤러(R11)에 대응하는 2개의 가압 롤러(R22, R12)가 상방으로 이동하여, 띠 형상 작업편(W)의 끼워짐이 해제된다.

2개의 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라는 띠 형상 작업편(W)의 에지상을 수상한다.

(4) 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라에서 수상된 에지상이 화상처리부(3)로 보내어져 화상 처리되고, 화상 처리부(3)에서 2부분의 에지의 위치 좌표가 구해진다. 2부분의 에지의 위치 좌표는 제어부(4)로 보내어지고, 제어부(4)는 띠 형상 작업편(W)의 사행량을 연산한다. 또한, 에지 위치의 검출에 대해서는 후술한다.

(5) 연산된 사행량이 미리 설정된 "사행량의 허용 범위" 내이면, 그대로 노광 처리(하기 (8))를 행한다.

또, 사행량이 미리 설정된 "사행량의 허용 범위"보다도 큰 경우, 제어부(4)는 사행량이 허용 범위에 들어가기 위한 워크 스테이지(WS)의 이동 방향 및 이동 거리를 연산한다.

(6) 상기 연산 결과에 기초하여, 제어부(4)는 워크 스테이지(WS)의 이동 명령을 워크 스테이지 이동 기구(1)에 출력한다.

(7) 워크 스테이지 이동 기구(1)에 의해, 워크 스테이지(WS)는 띠 형상 작업편(W)을 진공 흡착에 의해 유지한 상태로 이동하여, 사행이 수정된다. 사행의 수정이 바르게 행해졌는지 여부를 확인하기 위해 다시 (5)로 돌아간다.

(8) 광 조사부(LH)로부터 노광 광을 조사하여, 마스크(M) 상에 설치된 마스크 패턴을 투영 렌즈(L)를 통해 워크 스테이지(WS) 상의 띠 형상 작업편(W) 상에 결상하여, 노광 처리를 행한다.

노광 처리가 끝나면, 가압 롤러(R12, R22)가 하방으로 이동하여 띠 형상 작업편을 사이에 끼운다. 워크 스테이지(WS)의 진공 흡착이 해제되고, 드라이브 롤러(R21)가 회전하여, 작업편(W)이 다음 노광 위치에까지 반송된다. 워크스테이지(WS)는 사행 수정을 위해 Yθ방향으로 이동하고 있는 경우는 원점 위치에까지 돌아온다.

다음으로, 상기 에지 검출 유닛(2, 2′)과 화상 처리부(3)에 의한 띠 형상 작업편(W)의 에지의 검출 수단에 대해 설명한다.

통상 마스크와 작업편의 위치맞춤을 위한 화상 처리에 의해 얼라인먼트 마크를 검출하는 경우, 검출하는 얼라인먼트 마크의 형상(패턴)을 화상 처리부에 등록한다.

상기한 얼라인먼트 유닛(AU)에 의해 수상된 마스크(M)와 작업편(W)의 얼라인먼트·마크상은 화상 처리부(3)로 보내어진다. 그리고, 화상 처리부(3)에서 얼라인먼트 유닛(AU)의 CCD 카메라의 시야 내를 검색하여(서치하여), 카메라에 취입된 화상 정보가 등록된 마크의 패턴과 일치했을 때, 얼라인먼트 마크가 검출된 것으로 하여, 그 위치 좌표를 구한다.

본 발명에서는 상기 화상 처리부(3)를 사용하여, 얼라인먼트·마크의 검출과 동일한 알고리즘에 의해 띠 형상 작업편의 에지 위치를 검출한다.

여기서, 사행 수정을 위해 에지 검출 유닛(2, 2′)이 검출하는 것은, 얼라인먼트 마크가 아니라, 띠 형상 작업편(W)의 에지이다. 그런데, 띠 형상 작업편(W)의 에지의 형상은 직선이며, CCD 카메라가 그 시야에 비추는 작업편 에지의 화상은 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 시야 전체에 작업편 반송 방향으로 이어지는 직선형상의 그림자가 된다.

이러한 경우, 에지를 검출하기 위해 등록하는 형상(패턴)은, 도 5에 나타낸바와 같은 에지의 일부를 뽑아낸 하나의 직선만으로 이루어지는 패턴이 된다.

그러나, 등록된 패턴이 이러한 직선형상(한 직선으로만 구성된 형상)이면, 도 6에 나타낸 바와 같이 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라가 취입하는 화상은 그 시야 전체에 직선형상이므로, 등록 패턴은 예를 들면 가, 나, 다의 어느 위치에서도 일치한다. 물론 가, 나, 다 이외의 위치에서도 일치하는 부분이 무수히 있다.

또, 화상 처리 기구의 특성상, CCD 카메라의 시야 전체로 확대한 듯한 큰 패턴을 등록하는 것은 어려우므로, 도 6에 나타낸 것과 같은 상태가 발생한다.

이러한 상태에서는, 작업편의 에지의 위치는 작업편의 폭방향(Y방향)은 정해지나, 반송 방향(X방향)이 정해지지 않는다.

여기서, 띠 형상 작업편의 사행 수정을 행하는 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이 제1 에지 검출 유닛(2)에 의해 검출되는 제1 에지 위치 좌표(x1, y1)와, 제2 에지 검출 유닛(2′)에 의해 검출되는 제2 에지 위치 좌표(x2, y2)와, 2개의 에지 검출 유닛(2, 2′)이 설치되는 간격에 기초하여 사행량을 연산하여, 사행을 수정하기 위한 띠 형상 작업편(W)의 이동 방향과 이동량을 구한다.

즉, 도 7에 나타낸 바와 같은 경우, 띠 형상 작업편은 도 8에 나타낸 바와 같이 사행하고 있다. 이 경우, 띠 형상 작업편은 θ방향으로 회전시켜 사행을 수정할 필요가 있으나, 상기 X좌표가 정해지지 않으면, 작업편의 어느 위치를 중심으로 하여 회전하는지를 연산할 수 없다. 따라서, 사행 수정이 불가능하다.

그래서, 본 발명에 있어서는 에지 검출 유닛(2, 2′)을 상기 도 3에 나타낸바와 같이, 2차원의 CCD 카메라를 갖는 현미경(21)과, LED 등으로 이루어지는 발광부(22)와, 에지 검출용 마스크(23)로 구성했다. 그리고, 상기 마스크(23)의 패턴을 도 9(a) (ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)과 같은 형상으로 하고, 작업편 에지 검출시 CCD 카메라의 시야에 상기 작업편 에지와 교차하는 직선형상의 패턴이 나타나도록 한다. 또, 에지를 검출하기 위해 등록하는 패턴으로서 각각 도 9(b) (ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)의 패턴을 등록한다.

띠 형상 작업편(W)의 에지 검출시, 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라에는 도 10(a) (b) (c)에 나타낸 바와 같이, 마스크(23)와 띠 형상 작업편(W)의 에지가 만드는 L자형, 오목형, 또는 사선과 직선을 합친 형상의 화상이 수상되므로, 상기 화상 처리부(3)에 있어서, 상기 얼라인먼트시에 사용되는 알고리즘을 사용하여, 도 9(b) (ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)에 나타낸 등록 패턴에 의해, CCD 카메라의 시야 내를 검색(서치)한다. 그리고, CCD 카메라에 취입된 화상 정보가 도 10(d) (e) (f)에 나타낸 바와 같이 등록 패턴과 일치했을 때, 에지 위치가 검출된 것으로 하여, 그 위치 좌표(X, Y 좌표)를 구한다.

상기와 같이, 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라의 시야에, 작업편 에지와 교차하는 직선형상의 마스크를 설치함으로써, 등록하는 패턴의 형상을 2개의 직선으로 구성된 것으로 할 수 있다. 따라서, 작업편 에지의 위치를 Y방향뿐만 아니라 X방향도 결정할 수 있다.

이상과 같이 한 화상 처리부(3)에서 2부분의 에지 위치의 위치 좌표(X, Y 좌표)가 구해지면, 제어부(4)는 상기한 바와 같이 상기 2부분의 위치 좌표에 기초하여, 띠 형상 작업편(W)의 사행량을 연산하고, 이것이 미리 설정된 "사행 허용량" 을 초과하는 경우, 워크 스테이지 이동 기구(1)에 의해 띠 형상 작업편을 워크 스테이지에 진공 흡착에 의해 유지한 상태로, 워크 스테이지를 Y방향, θ방향으로 이동시켜 사행량이 허용 범위로 들어가도록 한다.

또한, 에지 검출 유닛(2, 2′)의 CCD 카메라의 시야에서의 작업편 에지는 엄밀히 말하면 비스듬해지는 경우도 있겠지만, 에지 검출 유닛(2, 2′)이 설치되는 간격에 대해 사행량은 작으므로, 등록된 패턴에 대해 일치하지 않을 정도로 비스듬해지는 경우는 없다.

이상과 같이, 본 발명에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 작업편 에지를 검출하는 2차원 CCD 카메라를 갖는 에지 검출 수단을 사용하여, 상기 CCD 카메라의 시야 내에, 검출하는 작업편 에지에 대해 교차하는 직선부를 갖는 마스크를 설치하고, 상기 마스크와 작업편 에지가 만드는 L자형, 또는 오목형을 에지 위치 검출용 패턴으로서 등록하고, 상기 등록 패턴에 의해 CCD의 시야 내를 서치하여, 띠 형상 작업편의 에지 위치를 검출하고 있으므로, 작업편 에지 위치의, 작업편의 폭방향(Y방향) 뿐만 아니라, 반송 방향(X방향)을 결정할 수 있다. 따라서, CCD 카메라를 갖는 에지 검출 수단과, 종래의 마스크와 워크의 얼라인먼트에 사용되고 있었던 화상 처리부를 사용하여, 띠 형상 작업편의 사행량을 검출하여 상기 사행량을 정밀도 높게 수정할 수 있다.

(2) 종래의 장치에 CCD 카메라를 갖는 에너지 검출 수단을 설치하는 것만으로, 띠 형상 작업편의 에지를 검출하여 사행량을 수정할 수 있으므로, 종래의 광 센서를 사용하는 것에 비해, 구성을 간단하게 할 수 있다. 또, 비교적 저렴하게 검출 수단을 사용하여, 고정밀도의 사행 수정을 행할 수 있다.

또, 종래의 것에 비해 사행량 검출을 위한 시간을 단축할 수 있다.

(3) 작업편을 워크 스테이지에 흡착한 상태로 사행 수정함으로써, 파지에 실패하는 경우가 없고, 또 정전기에 의해 워크 스테이지와 띠 형상 작업편가 붙어 버려도, 문제없이 사행 수정 가능하다. 그 때문에, 얇은 워크라도 변형하지 않고 사행 수정하는 것이 가능해진다.

Claims (2)

1. 띠 형상 작업편의 사행(蛇行)을 수정하여, 마스크 패턴을 작업편 상에 노광하는 띠 형상 작업편의 노광 장치에 있어서,

   띠 형상 작업편의 반송 방향의 2부분에 설치되고, 띠 형상 작업편의 에지를 촬영하는 CCD 카메라를 갖는 제1 및 제2 에지 검출 수단과,

   상기 제1, 제2 에지 검출 수단의 CCD 카메라의 시야 내에 배치되고, 상기 작업편의 에지와 교차하는 직선부를 갖는 마스크와,

   상기 제1 및 제2 에지 검출 수단으로부터의 신호를 화상 처리하고, 상기 촬영된 화상과, 미리 등록된 등록 패턴을 비교함으로써, 작업편의 에지의 위치 좌표를 구하는 화상 처리부와,

   상기 제1 및 제2 에지 검출 수단에 의해 촬영된 에지의 화상으로부터 구한 2부분의 작업편의 에지의 위치 좌표로부터 띠 형상 작업편의 사행량을 연산하여, 미리 설정된 사행량보다도 큰 경우에 제어 신호를 출력하는 제어부와,

   상기 제어 신호에 따라, 띠 형상 작업편의 사행을 수정하는 사행 수정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 띠 형상 작업편의 노광 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 띠 형상 작업편의 사행을 수정하는 사행 수정 수단은, 띠 형상 작업편을 유지하는 워크 스테이지와, 워크 스테이지를 띠 형상 작업편의 폭방향으로 이동시키는 동시에, 띠 형상 작업편을 회전시키는 워크 스테이지 이동 수단으로 이루어지고,

   상기 제어부의 출력에 따라, 띠 형상 작업편을 유지한 워크 스테이지를 이동 및 회전시켜, 작업편의 사행을 수정하는 것을 특징으로 하는 띠 형상 작업편의 노광 장치.