KR20140075431A

KR20140075431A - 정렬 장치 및 대상 정렬 방법

Info

Publication number: KR20140075431A
Application number: KR1020120143764A
Authority: KR
Inventors: 김재천
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-19

Abstract

정렬 장치가 제공된다. 정렬 장치는 정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하는 촬상부, 상기 제1 이미지를 상기 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 이미지 변환부, 상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 위치 검출부 및 상기 위치 검출부에서 검출된 상기 얼라인 마크의 위치에 대응하여 상기 정렬 대상을 정렬하는 정렬부를 포함한다.

Description

정렬 장치 및 대상 정렬 방법{ALIGNMENT DEVICE AND METHOD OF ALIGNING AN OBJECT}

본 발명은 정렬 장치 및 대상 정렬 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 얼라인 마크를 포함하는 대상을 정렬할 수 있는 정렬 장치 및 대상 정렬 방법에 대한 것이다.

기판, 집적회로 및 그 밖의 다양한 전자소자들은 정확한 정렬을 위하여 얼라인 마크를 포함할 수 있다. 정렬 장치는 얼라인 마크 검출하고 얼라인 마크의 위치를 식별하여 얼라인 마크를 포함하는 대상의 정렬 상태를 검출할 수 있으며, 식별된 얼라인 마크의 위치에 기반하여, 대상을 원하는 위치에 정렬시킬 수 있다. 전자제품의 소형화에 따라 전자 소자도 소형화되는 추세이며, 이에 따라, 정렬 대상을 더욱 정밀하게 정렬할 필요가 있다.

정렬 장치는 정렬 대상의 얼라인 마크를 낮은 해상도로 촬영하여 대략적으로 정렬 대상을 정렬시킨 후 높은 해상도로 얼라인 마크를 촬영하여 정말하게 정렬 대상을 정렬시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 얼라인 마크를 두 차례 촬영하여 정렬 대상을 정렬시키는 경우, 동일한 얼라인 마크를 중복하여 촬영하므로, 공정이 지연되고, 해상도가 서로 다른 두 얼라인 마크 촬영 장치가 필요하므로 정렬 장치의 구성이 복잡해질 수 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 얼라인 마크를 한 번 촬영하고도, 정밀하게 대상을 정렬할 수 있는 정렬 장치 및 대상 정렬 방법을 제공하고자 하는 것이다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구성을 단순화할 수 있는 정렬 장치 및 대상 정렬 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 장치는 정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하는 촬상부, 상기 제1 이미지를 상기 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 이미지 변환부, 상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 위치 검출부 및 상기 위치 검출부에서 검출된 상기 얼라인 마크의 위치에 대응하여 상기 정렬 대상을 정렬하는 정렬부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법은 정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하고, 상기 제1 이미지를 상기 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하고, 상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하고, 상기 제2 이미지로부터 검출된 상기 얼라인 마크의 위치에 대응하여 상기 정렬 대상을 정렬하는 것을 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 얼라인 마크를 한 번 촬영하고도, 정렬 대상을 정밀하게 정렬할 수 있다.

또, 정렬 장치의 구성을 단순화할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이미지를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이미지의 일부 영역을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 화소와 제2 내지 제5 화소의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 검출부의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출 라인에 대응되는 화소의 계조를 나타낸 그래프이다.
도 13은 도 12의 그래프를 연속적인 값으로 변화시킨 그래프이다.
도 14는 도 13의 그래프를 미분한 그래프이다.
도 15는 도 14의 그래프를 미분한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크의 위치를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정렬 장치의 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 이미지를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 정렬 장치(1)는 촬상부(10), 이미지 변환부(20), 위치 검출부(30) 및 정렬부(40)를 포함한다.

촬상부(10)는 정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득한다. 촬상부(10)는 정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하기 위하여 카메라를 포함할 수 있다. 정렬 장치(1)는 촬상부(10)에 포함된 카메라로 얼라인 마크를 한 번만 촬영하고도 정렬 대상을 정밀하게 정렬할 수 있으며, 따라서, 정렬 장치(1)의 구성을 단순화할 수 있다. 이에 관하여는 후에 보다 상세히 설명하도록 한다.

정렬 대상은 PCB(Printed Circuit Board 및 FPC(Flexible Printed Circuit board) 등을 포함하는 기판, 유리, PMMA(polymethyl methacrylate) 및 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어진 기재, 집적회로(Integrated Circuit) 또는 그 밖의 전자소자일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 정렬 대상은 얼라인 마크를 포함할 수 있으며, 정렬 장치(1)는 얼라인 마크를 포함할 수 있으며, 얼라인 마크의 위치를 검출하여 그로부터 정렬 대상의 위치를 판단할 수 있다. 정렬 장치(1)는 얼라인 마크의 위치로부터 판단된 정렬 대상의 현재 위치에 기반하여, 정렬 대상이 원하는 위치에 정렬되도록 정렬할 수 있다.

이하 도 2를 참조하여, 얼라인 마크에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크의 평면도이다.

얼라인 마크는 정렬 대상의 표면에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 얼라인 마크는 정렬 대상의 내측에 배치될 수 있으며, 육안으로 정렬 대상의 외측에서 시인되지 않을 수도 있다. 얼라인 마크가 정렬 대상의 내측에 배치되어 육안으로 시인되지 않은 경우, 촬상부(10)는 얼라인 마크를 촬영하기 위하여 적외선 카메라 또는 X선 카메라 등을 포함할 수도 있다.

얼라인 마크는 십(十)자의 형상을 포함할 수 있다. 도 2에서는 십자 형상의 얼라인 마크를 도시하고 있으나, 얼라인 마크는 십자 형상 이외에도 다른 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 얼라인 마크는 정렬 대상이 뒤집어진 경우를 식별하기 위하여 얼라인 마크의 형상을 비대칭적인 형상으로 만드는 추가적인 구성을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 얼라인 마크는 십자 형상은 다른 형상으로 대체될 수도 있다. 예를 들어 얼라인 마크의 십자 형상은 다이아몬드 형상으로 대체될 수도 있다. 얼라인 마크의 십자 형상을 대체할 수 있는 형상은 얼라인 마크의 위치를 용이하게 식별하기 위하여 서로 직교하는 두 축 방향으로 연장된 형상을 포함할 수 있으며, 구체적인 형상에는 제한이 없다.

이하 도 3을 참조하여 제1 이미지에 대하여 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이미지를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1 이미지는 촬상부(10)가 얼라인 마크를 촬영하여 획득될 수 있다. 제1 이미지는 제1 해상도를 가질 수 있다. 이미지의 해상도는 단위 면적 당 화소의 개수로 정의될 수 있다. 제1 해상도는 촬상부(10)가 포함하는 카메라의 해상도에 의하여 결정될 수 있다. 제1 해상도가 높을수록 얼라인 마크의 위치를 정확히 검출할 수 있으나, 제1 해상도를 높이기 위하여는 고가의 카메라가 필요하여 정렬 장치(1)의 제조 비용이 상승할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 촬상부(10)에 포함된 카메라의 해상도를 상승시키지 않고도 얼라인 마크의 이미지의 해상도를 증가시켜 얼라인 마크의 위치 검출의 정확성을 향상시킬 수 있으며, 정렬 장치(1)의 제조 비용 또한 절감할 수 있다. 이에 관하여는 후에 보다 상세히 설명하도록 한다.

다시 도 1을 참조하면, 이미지 변환부(20)는 제1 이미지를 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환한다. 정렬 장치(1)는 제1 이미지를 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 이미지 변환부(20)를 포함하여, 제1 이미지를 획득하기 위한 카메라보다 높은 해상도의 카메라 없이도 제1 이미지보다 고해상도의 이미지를 획득할 수 있어, 단순한 구성으로도, 정렬 대상을 정밀하게 정렬할 수 있다.

이하 도 4를 참조하여 제2 이미지에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이미지를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 제2 해상도는 제1 해상도의 4배일 수 있다. 즉, 제1 이미지는 제2 이미지보다 가로 방향 및 세로 방향의 화소의 수가 각각 2배씩 증가하여, 해상도는 4배로 증가할 수 있다. 도 4에서는 제2 해상도가 제1 해상도의 4배인 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 해상도는 제1 해상도의 9배 또는 16배 등 일수도 있다.

이하 도 5 내지 도 10을 참조하여 이미지 변환부(20)가 제1 이미지를 제2 이미지로 변환하는 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이미지의 일부 영역을 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 화소와 제2 내지 제5 화소의 관계를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제5 화소의 계조를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 이미지는 제1 화소(P1)을 포함할 수 있다. 제2 이미지는 제2 내지 제5 화소(P2, P3, P4, P5)를 포함할 수 잇다. 제1 화소(P1)는 제2 이미지에서 제2 내지 제5 화소(P2, P3, P4, P5)로 분할될 수 있다. 제1 화소(P1)은 네 개의 꼭지점을 포함하는 사각형 형상의 화소일 수 있으며, 제2 내지 제5 화소(P2, P3, P4, P5) 각각은 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 각각에 인접할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제2 화소(P2) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제2 화소(P2)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 화소(P2) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제2 화소(P2)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들의 평균일 수 있다.

도 8을 참조하면, 제2 화소(P3) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제3 화소(P3)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3 화소(P3) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제3 화소(P3)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들의 평균일 수 있다.

도 9를 참조하면, 제4 화소(P4) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제4 화소(P4)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 제4 화소(P4) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제4 화소(P4)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들의 평균일 수 있다.

도 10을 참조하면, 제5 화소(P5) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제5 화소(P5)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 제5 화소(P5) 계조는 제1 화소(P1)에 포함된 네 개의 꼭지점 중 제5 화소(P5)에 인접한 꼭지점에 인접한 제1 이미지의 화소들의 계조들의 평균일 수 있다.

이상 도 5 내지 도 10을 통하여 제2 해상도가 제1 해상도의 4배인 경우 제1 이미지를 제2 이미지로 변환하는 방법에 대하여 설명하였으나, 제2 해상도가 제1 해상도의 9배 또는 16배인 경우도 이와 실질적으로 동일한 방식으로 제1 이미지를 제2 이미지로 변환할 수 있다. 특히, 제2 해상도가 제1 해상도의 16배인 경우라면, 상기 도 5 내지 도 10에서 설명한 제1 이미지를 제2 이미지로 변환하는 방법을 두 차례 반복하여 실시함으로써, 제1 이미지를 제2 이미지로 변환할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 위치 검출부(30)는 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출할 수 있다. 얼라인 마크의 위치에 대한 정보는 얼라인 마크의 중심의 좌표와 얼라인 마크가 기울어진 정도를 포함할 수 있다. 위치 검출부(30)는 제2 이미지를 분석하여 얼라인 마크의 중심의 좌표와 얼라인 마크가 기울어진 정도에 관한 정보를 획득하여 얼라인 마크의 위치를 검출할 수 있다.

이하 도 11을 참조하여 위치 검출부(30)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 검출부의 블록도이다.

도 11을 참조하면, 위치 검출부(30)는 로우 패스 필터(31), 데이터 가공부(32) 및 데이터 분석부(33)를 포함할 수 있다.

로우 패스 필터(31)는 제2 이미지의 화소의 계조 값들을 연속적인 값으로 변환시킬 수 있다. 로우 패스 필터(31)는 제2 이미지의 모든 화소의 계조 값을 연속적인 값으로 변화시키거나, 제2 이미지에서 선택된 영역의 화소의 계조 값을 연속적인 값으로 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 로우 패스 필터(31)는 도 4에서 제1 내지 제4 검출 라인(DL1, DL2, DL3, DL4)에 대응되는 영역의 화소들의 계조 값들만 연속적인 값으로 변화시킬 수 있다. 제1 검출 라인(DL1)은 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되고, 제2 검출 라인(DL2)는 얼라인 마크의 중심의 하측에 배치되고, 제3 검출 라인(DL3)은 얼라인 마크의 중심의 우측에 배치되고, 제4 검출 라인(DL4)는 얼라인 마크의 중심의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 검출 라인(DL1)과 제2 검출 라인(DL2)는 평행하고, 제3 검출 라인(DL3)과 제4 검출 라인(DL4)는 평행하고, 제1 검출 라인(DL1)과 제3 검출 라인(DL3)은 상호 수직일 수 있다.

로우 패스 필터(31)가 제2 이미지의 화소의 계조 값들을 연속적인 값으로 변환시키는 방법에 관하여, 도 12 및 13을 참조하여 예를 들어 설명하도록 한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출 라인에 대응되는 화소의 계조를 나타낸 그래프이다. 도 13은 도 12의 그래프를 연속적인 값으로 변화시킨 그래프이다. 제1 검출 라인(DL1)에 대응되는 영역의 화소들의 계조 값은 도 12와 같이 나타낼 수 있으며, 로우 패스 필터(31)는 제1 검출 라인(DL1)에 대응되는 영역의 화소들의 계조 값을 연속적인 값으로 변화시켜 도 13과 같이 변화시킬 수 있다. 로우 패스 필터(31)는 제2 내지 제4 검출 라인(DL2, DL3, DL4)에 대응되는 영역의 화소들의 계조값들도 마찬가지로 방법으로 연속적인 값으로 변환할 수 있다.

다시 도 11을 참조하면, 데이터 가공부(32)는 로우 패스 필터(31)을 통하여 생성된 연속적인 계조 값을 거리에 대하여 2차 미분을 실시할 수 있다. 이하 도 14 및 15를 참조하여, 데이터 가공부(32)의 동작을 예를 들어 설명하도록 한다. 도 14는 도 13의 그래프를 미분한 그래프이다. 도 15는 도 14의 그래프를 미분한 그래프이다.

도 14 및 도 15에서와 같이 도 13의 그래프를 2차 미분하면, 도 15의 제1 영점(A) 및 제2 영점(B)을 얻을 수 있다. 제1 영점(A) 및 제2 영점(B)은 연속적인 계조 값을 2차 미분한 값이 0인 지점이며, 보다 상세하게는 연속적인 계조 값을 2차 미분한 값의 부호가 바뀌는 지점일 수 있다. 데이터 가공부(32)는 제2 내지 제4 검출 라인(DL2, DL3, DL4)에 대응되는 영역의 화소들의 연속적인 계조값에 대하여도 도 14 및 도 15에서와 마찬가지 방법으로 2차 미분을 실시할 수 있다.

다시 도 11을 참조하면, 데이터 분석부(33)는 데이터 가공부(32)에서 실시한 2차 미분된 결과로부터 얼라인 마크의 위치를 검출할 수 있다. 도 15를 참조하면, 데이터 분석부(33)는 제1 영점(A) 및 제2 영점(B)으로부터 제1 기준점(SP1)을 얻을 수 있다 제1 기준점(SP1)은 제1 영점(A)과 제2 영점(A)의 중심에 해당하는 점일 수 있다. 마찬가지 방법으로, 제2 내지 제4 검출 라인(DL2, DL3, DL4)에 대응되는 영역의 화소들의 연속적인 계조값을 2차 미분한 결과로부터 제2 내지 제4 기준점(SP2, SP3, SP4)을 얻을 수 있다.

이하 도 16을 참조하여, 데이터 분석부(33)가 얼라인 마크의 위치를 검출하는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크의 위치를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 데이터 분석부(33)는 제1 기준점(SP1)과 제2 기준점(SP2)을 지나는 제1 직선(SL1)과 제3 기준점(SP3)과 제4 기준점(SP4)을 지나는 제2 직선(SL2)이 교차하는 중심점(CP)을 얼라인 마크의 중심의 위치로 결정할 수 있다. 데이터 분석부(33)는 제1 직선(SL1)이 제1 검출 라인(DL1)과 이루는 각(θ1), 제1 직선(SL1)이 제2 검출 라인(DL2)과 이루는 각(θ2), 제2 직선(SL2)이 제3 검출 라인(DL3)과 이루는 각(θ3) 또는 제2 직선(SL2)이 제4 검출 라인(DL4)과 이루는 각(θ4)으로부터 얼라인 마크가 기울어진 정도를 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이 데이터 분석부(33)는 얼라인 마크의 중심의 위치 및 얼라인 마크가 기울어진 정도를 판단하여, 얼라인 마크의 위치를 검출할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 정렬부(40)는 위치 검출부(30)에서 검출된 얼라인 마크의 위치에 대응하여 정렬 대상을 정렬할 수 있다. 정렬부(40)는 얼라인 마크의 위치로부터 정렬 대상의 위치 현재 위치를 판단할 수 있으며, 정렬 대상이 원하는 위치에 배치되도록 정렬 대상을 정렬할 수 있다.

이하 도 17을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정렬 장치의 블록도이다. 도 17을 참조하면, 정렬 장치(2)는 촬상부(10), 영역 결정부(50), 이미지 변환부(21), 위치 검출부(30) 및 정렬부(40)를 포함한다.

영역 결정부(50)는 제1 이미지의 일부 영역을 정밀 측정 영역(DMR)으로 결정할 수 있다. 이하 도 18을 참조하여 정밀 측정 영역(DMR)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 이미지를 나타낸 도면이다. 도 18을 참조하면, 정밀 측정 영역(DMR)은 얼라인 마크의 중심을 포함할 수 있다. 영역 결정부(50)는 제1 이미지로부터 대략적으로 얼라인 마크의 중심을 판단할 수 있으며, 얼라인 마크의 중심을 포함하도록 정밀 측정 영역(DMR)을 설정할 수 있다.

다시 도 17을 참조하면, 이미지 변환부(21)는 정밀 측정 영역(DMR)의 제1 이미지를 제2 이미지로 변환할 수 있다. 이미지 변환부(21)는 제1 이미지에서 정밀 측정 영역 이외의 영역은 제2 이미지로 변환하지 않을 수 있다.

정렬 장치(2)는 영역 결정부(50) 및 이미지 변환부(21)를 포함하여, 제1 이미지 중 얼라인 마크의 위치 식별에 필요한 일부 영역에 대하여만, 제1 이미지를 제2 이미지로 변환할 수 있도록 하여, 시스템의 리소스를 절약할 수 있다.

그 밖의 정렬 장치(2)의 구성에 대한 설명은 동일한 명칭을 갖는 도 1의 정렬 장치(1)의 구성에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하도록 한다.

이하 도 19를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법을 설명하도록 한다. 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.

도 19를 참조하면, 대상 정렬 방법은 정렬 대상의 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하고(S10), 제1 이미지를 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하고(S20), 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하고(S30), 얼라인 마크의 위치에 대응하여 정렬 대상을 정렬하는 것(S40)을 포함한다.

정렬 대상의 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하는 것(S10)은 도 1에서 촬상부(10)가 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

제1 이미지를 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 것(S20)은 도 1에서 이미지 변환부(20)가 제1 이미지를 제2 해성도의 제2 이미지로 변환하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것(S30)은 도 1에서 위치 검출부(30)가 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다. 이하 도 20을 참조하여, 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것(S30)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 20은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 방법을 나타낸 순서도이다.

제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것(S30)은 로우 패스 필터를 통하여 제2 이미지의 계조 값을 연속적인 값으로 변환하고(S31), 제2 이미지의 연속적인 계조 값에 대하여 2차 미분을 실시하고(S32), 2차 미분된 결과로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것(S33)을 포함할 수 있다.

로우 패스 필터를 통하여 제2 이미지의 계조 값을 연속적인 값으로 변환하는 것(S31)은 도 11의 로우 패스 필터(31)가 제2 이미지의 계조 값을 연속적인 값으로 변환하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

제2 이미지의 연속적인 계조 값에 대하여 2차 미분을 실시하는 것(S32)은, 도 11의 데이터 가공부(32)가 제2 이미지의 연속적인 계조 값에 대하여 2차 미분을 실시하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

2차 미분된 결과로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것(S33)은 도 11의 데이터 분석부(33)가 2차 미분된 결과로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

다시 도 19를 참조하면, 얼라인 마크의 위치에 대응하여 정렬 대상을 정렬하는 것(S40)은 도 1의 정렬부(40)가 얼라인 마크의 위치에 대응하여 정렬 대상을 정렬하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

이하 도 21을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.

도 21을 참조하면, 대상 정렬 방법은 정렬 대상의 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하고(S10), 제1 이미지에서 얼라인 마크의 중심을 포함하는 정밀 측정 영역을 결정하고(S15), 제1 이미지의 정밀 측정 영역을 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하고(S21), 제2 이미지로부터 얼라인 마크의 위치를 검출하고(S30), 얼라인 마크의 위치에 대응하여 정렬 대상을 정렬하는 것(S40)을 포함한다.

제1 이미지에서 얼라인 마크의 중심을 포함하는 정밀 측정 영역을 결정하는 것(S15)은 도 17에서 영역 결정부(S50)가 제1 이미지에서 얼라인 마크의 중심을 포함하는 정밀 측정 영역(DMR)을 결정하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

제1 이미지의 정밀 측정 영역을 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 것(S21)은 도 17에서 이미지 변환부(21)가 제1 이미지의 정밀 측정 영역(DMR)을 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 것과 실질적으로 동일한 방법으로 실시될 수 있다.

그 밖의 도 21의 대상 정렬 방법의 단계에 대한 설명은 동일한 식별 부호를 갖는 도 19의 대상 정렬 방법의 단계에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1, 2: 정렬 장치 10: 촬상부
20, 21: 이미지 변환부 30: 위치 검출부
31: 로우 패스 필터 32: 데이터 가공부
33: 데이터 분석부 40: 정렬부

Claims

정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하는 촬상부;
상기 제1 이미지를 상기 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하는 이미지 변환부;
상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및
상기 위치 검출부에서 검출된 상기 얼라인 마크의 위치에 대응하여 상기 정렬 대상을 정렬하는 정렬부를 포함하는 정렬 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 해상도는 상기 제1 해상도의 4배인 정렬 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 이미지는 제1 내지 제4 꼭지점을 포함하는 사각형 형상의 제1 화소를 포함하고,
상게 제2 이미지는 상기 제1 화소의 영역에 대응되고, 각각이 상기 제1 내지 제4 꼭지점에 인접한 제2 내지 제5 화소를 포함하고,
상기 제2 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제1 꼭지점에 인접한 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제3 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제2 꼭지점에 인접한 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제4 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제3 꼭지점에 인접한 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제5 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제4 꼭지점에 인접한 화소들의 계조의 평균인 정렬 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심을 포함하는 정밀 측정 영역을 결정하는 영역 결정부를 더 포함하되,
상기 이미지 변환부는 상기 정밀 측정 영역의 상기 제1 이미지를 상기 제2 이미지로 변환하는 정렬 장치.
제1 항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
상기 제2 이미지의 계조 값들을 연속적인 계조 값으로 변화시키는 로우 패스 필터;
상기 연속적인 계조 값을 거리에 대하여 2차 미분을 실시하는 데이터 가공부; 및
상기 2차 미분된 결과로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 데이터 분석부를 포함하는 정렬 장치.
제5 항에 있어서,
상기 데이터 분석부는,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제1 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제1 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제2 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제2 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제3 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제3 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제4 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제4 기준점으로 결정하고,
상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점을 연결하는 제1 직선과 상기 제3 기준점과 상기 제4 기준점을 연결하는 제2 직선이 교차하는 점을 상기 얼라인 마크의 중심의 위치로 결정하는 정렬 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 검출 라인과 상기 제2 검출 라인은 평행하고,
상기 제3 검출 라인과 상기 제4 검출 라인은 평행하고,
상기 제1 검출 라인과 상기 제3 검출라인 상호 수직인 정렬 장치.
제6 항에 있어서,
상기 데이터 분석부는, 상기 제1 직선과 제1 검출 라인 또는 제2 검출 라인이 교차하여 이루는 각도 또는, 상기 제2 직선과 제3 검출 라인 또는 제4 검출 라인이 교차하여 이루는 각도로부터 상기 얼라인 마크가 기울어진 정도를 판단하는 정렬 장치.
정렬 대상에 포함된 얼라인 마크를 촬영하여 제1 해상도의 제1 이미지를 획득하고,
상기 제1 이미지를 상기 제1 해상도보다 높은 제2 해상도의 제2 이미지로 변환하고,
상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하고,
상기 제2 이미지로부터 검출된 상기 얼라인 마크의 위치에 대응하여 상기 정렬 대상을 정렬하는 것을 포함하는 대상 정렬 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제2 해상도는 상기 제1 해상도의 4배인 정렬 장치.
제10 항에 있어서,
상기 제1 이미지는 제1 내지 제4 꼭지점을 포함하는 사각형 형상의 제1 화소를 포함하고,
상게 제2 이미지는 상기 제1 화소의 영역에 대응되고, 각각이 상기 제1 내지 제4 꼭지점에 인접한 제2 내지 제5 화소를 포함하되,
상기 제1 이미지를 상기 제2 이미지로 변환하는 것은,
상기 제2 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제1 꼭지점에 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제3 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제2 꼭지점에 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제4 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제3 꼭지점에 화소들의 계조의 평균이고,
상기 제5 화소의 계조는 상기 제1 이미지에서 상기 제4 꼭지점에 화소들의 계조의 평균이도록 변환하는 것을 포함하는 대상 정렬 방법.
제9 항에 있어서,
상기 제1 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심에 인접한 정밀 측정 영역을 결정하는 것을 더 포함하되,
상기 제1 이미지를 상기 제2 이미지로 변환하는 것은 상기 정밀 측정 영역의 이미지를 상기 제2 이미지로 변환하는 것을 포함하는 대상 정렬 방법.
제9 항에 있어서,
상기 제2 이미지로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것은,
상기 제2 이미지의 계조 값들을 연속적인 계조 값으로 변화시키고,
상기 연속적인 계조 값을 거리에 대하여 2차 미분을 실시하고,
상기 2차 미분된 결과로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 대상 정렬 방법.
제13 항에 있어서,
상기 2차 미분된 결과로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것은,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제1 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제1 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제2 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제2 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제3 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제3 기준점으로 결정하고,
상기 제2 이미지에서 상기 얼라인 마크의 중심의 상측에 배치되는 제4 검출 라인에 대응되는 상기 제2 이미지의 계조 값을 상기 2차 미분한 결과의 부호가 바뀌는 두 지점의 중심을 제4 기준점으로 결정하고,
상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점을 연결하는 제1 직선과 상기 제3 기준점과 상기 제4 기준점을 연결하는 제2 직선이 교차하는 점을 상기 얼라인 마크의 중심의 위치로 결정하는 것을 포함하는 대상 정렬 방법.
제14 항에 있어서,
상기 제1 검출 라인과 상기 제2 검출 라인은 평행하고,
상기 제3 검출 라인과 상기 제4 검출 라인은 평행하고,
상기 제1 검출 라인과 상기 제3 검출라인은 상호 수직인 대상 정렬 방법
제14 항에 있어서,
상기 2차 미분된 결과로부터 상기 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것은,
상기 제1 직선과 제1 검출 라인 또는 제2 검출 라인이 교차하여 이루는 각도 또는, 상기 제2 직선과 제3 검출 라인 또는 제4 검출 라인이 교차하여 이루는 각도로부터 상기 얼라인 마크가 기울어진 정도를 판단하는 것을 포함하는 정렬 장치.