TWI681265B - 位置檢測裝置及位置檢測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠於基板的兩面進行基板的定位之位置檢測裝置。支撐部支撐基板。至少一個攝像裝置對被支撐部支撐之基板進行拍攝。處理部依據由一個攝像裝置對被支撐部支撐之基板的角部進行拍攝而得到之第1圖像而求出基板的位置資訊。之後，依據由一個攝像裝置對表背翻轉而被支撐部支撐之基板的角部進行拍攝而得到之第2圖像、第1圖像及依據第1圖像而求出之基板的位置資訊，求出表背翻轉之基板的位置資訊。

Description

位置檢測裝置及位置檢測方法
本發明係有關一種位置檢測裝置及位置檢測方法。
已知有於對基板進行繪圖和加工時使用形成於基板之對準標記而進行基板的定位之技術。於基板的兩面進行繪圖和加工之情況下，希望表背的繪圖位置和加工位置彼此一致。藉由於基板的內層中嵌入對準標記，並從兩面檢測一個對準標記，能夠於表背兩面進行定位。
作為從兩面檢測內層的對準標記之方法，可考慮照射強光來使對準標記凸出之方法及直到對準標記露出為止進行鑽柱坑(counter boring)加工之方法。
於下述專利文獻1中，揭示了一種依據對基板的角部附近進行拍攝而得到之圖像資料而進行基板的定位之網版印刷技術。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2014-205286號公報
對於於內層未形成有對準標記之基板，無法應用從兩面檢測對準標記而進行基板的定位之方法。於專利文獻1中，揭示了一種只於基板的單面進行定位之技術，但是未揭示於兩面進行定位之技術。
本發明的目的為，提供一種能夠於基板的兩面進行基板的定位之位置檢測裝置及位置檢測方法。
依本發明的一觀點，可提供一種檢測裝置，其具有：支撐部，支撐基板；至少一個攝像裝置，對被前述支撐部支撐之前述基板進行拍攝；及處理部，前述處理部依據由一個前述攝像裝置對被前述支撐部支撐之前述基板的角部進行拍攝而得到之第1圖像而求出前述角部的位置資訊，依據由一個前述攝像裝置對表背翻轉而被前述支撐部支撐之前述基板的前述角部進行拍攝而得到之第2圖像、前述第1圖像及依據前述第1圖像而求出之前述角部的位置資訊，求出表背翻轉之前述基板的前述角部的位置資訊。
依本發明的另一觀點，可提供一種位置檢測方法，其中，從前述基板的第1面側對基板的角部進行拍攝而獲取第1圖像，依據前述第1圖像，求出從前述基板的前述第1面側觀察時的前述角部的位置資訊，從與前述第1面相反之一側的第2面側對前述基板的前述角部進行拍攝而獲取第2圖 像，依據前述第1圖像、前述第2圖像及依據前述第1圖像而求出之前述基板的前述角部的位置資訊，求出從前述基板的前述第2面側觀察時的前述角部的位置資訊。
依據對基板的角部進行拍攝而得到之第1圖像、對表背翻轉之基板的相同的角部進行拍攝而得到之第2圖像及依據第1圖像而求出之基板的位置資訊，求出表背翻轉之前述基板的位置資訊，因此能夠於基板的兩面將角部設為共用的基準點。與將第1圖像和第2圖像分別進行圖像分析而檢測角部的位置之方法相比，能夠減少基板的的兩面中的共用的基準點的偏離。
10‧‧‧支撐部
11A、11B‧‧‧攝像裝置
12‧‧‧處理部
13‧‧‧記憶部
15A、15B‧‧‧攝像範圍
16A、16B‧‧‧升降機構
20‧‧‧基台
21‧‧‧移動機構
23‧‧‧載物台
24‧‧‧門型框架
26‧‧‧噴墨頭
30‧‧‧控制裝置
31‧‧‧記憶裝置
35‧‧‧輸入裝置
36‧‧‧輸出裝置
50‧‧‧基板
51‧‧‧基板的角部
55‧‧‧基板的角部及其周圍部分的圖像(第1圖像)
55a‧‧‧第1翻轉圖像
55b‧‧‧模板
56‧‧‧基板的角部及其周圍部分的圖像(第2圖像)
57‧‧‧端面
61‧‧‧支撐基板
62、63‧‧‧導電膜
DF‧‧‧景深
圖1A係基於實施例之位置檢測裝置的概略立體圖，圖1B係表示使基板的表背翻轉之步驟之圖，圖1C係基於實施例之位置檢測裝置的基板翻轉之後的概略立體圖。
圖2A係表示基板的角部及其周圍部分的第1圖像的一例之圖，圖2B係表示基板的角部及其周圍部分的第2圖像的一例之圖。
圖3係用以依據第1圖像與第2圖像對檢測基板的角部的位置之方法進行說明之圖。
圖4係用以對產生匹配誤差之例子進行說明之圖。
圖5A及圖5B分別係藉由攝像裝置而拍攝之基板內的 一部分的剖面圖。
圖6係基於另一實施例之膜形成裝置的概略前視圖。
圖7係圖6中輔助之實施例中所使用之基板的平面圖，圖7B係圖7A的一點虛線7B-7B中的剖面圖。
圖8係於圖6中輔助之實施例中所使用之基板上形成蝕刻用光阻圖案之方法的流程圖。
參閱圖1A~圖4，對基於實施例之位置檢測裝置及位置檢測方法進行說明。
圖1A係基於實施例之位置檢測裝置的概略立體圖。基於本實施例之位置檢測裝置包括支撐部10、攝像裝置11A、11B、處理部12及記憶部13。支撐部10於其上表面(支撐面)支撐處理對象亦即基板50。攝像裝置11A對支撐部10的支撐面上的攝像範圍15A內進行拍攝，而獲取圖像資料。攝像裝置11B對支撐部10的支撐面上的另一範圍進行拍攝，而獲取圖像資料。處理部12藉由執行儲存於記憶部13中之處理程式，而實現位置檢測的功能。於記憶部13中，除了處理程式之外，還儲存由攝像裝置11A、11B獲取之圖像資料或處理部12的處理結果亦即坐標資料等。基板50的平面形狀具有複數個角部。
接著，對使用圖1A中示出之位置檢測裝置來檢測基板50的位置之方法進行說明。
首先，如圖1A所示，使支撐部10的支撐面支撐基板 50，以一個角部51容納於攝像範圍15A之方式，對基板50與攝像裝置11A的相對位置進行調整。於該調整中，藉由來自處理部12的指令，可以使支撐部10移動，亦可以使攝像裝置11A移動。於該狀態下，攝像裝置11A對包括基板50的角部51之區域進行拍攝。處理部12取入由攝像裝置11A獲取之圖像(以下，稱為第1圖像55)。處理部12將從攝像裝置11A取入之第1圖像55的圖像資料儲存於記憶部13中。
於圖2A中，示出第1圖像55的一例。第1圖像55於內部包括基板50的角部51。藉由處理部12(圖1A)進行第1圖像55的圖像分析，而檢測攝像範圍15A內的角部51的位置。以下，對位置檢測步驟的一例進行說明。
處理部12首先抽取基板50的輪廓。之後，分別用直線來近似包夾角部51之一對邊緣。將藉由進行近似而得到之兩條直線的交點的坐標設為角部51的坐標。依據角部51的坐標及支撐部10和攝像裝置11A的相對位置關係，求出角部51的位置資訊(例如，相對於支撐部10固定之對準坐標系中的坐標)。同樣地，藉由求出至少另一個角部的位置資訊，而確定與基板50的面內方向有關之位置及姿勢。處理部12(圖1A)將所計算出之角部51及其他角部的位置資訊儲存於記憶部13(圖1A)中。
於確定了基板50的位置及姿勢之後，對朝向基板50的上方之面(以下，稱為第1面)進行處理。該處理係例如形成具有所期望的圖案之膜之處理。
接著，如圖1B所示，使基板50的表背翻轉而使支撐部10的支撐面支撐基板50。藉此，與基板50的第1面相反之一側的第2面朝向上方。
如圖1C所示，以基板50的角部51容納於攝像裝置11B的攝像範圍15B之方式，對基板50與攝像裝置11B的相對位置進行調整。於該調整種中，藉由來自處理部12的指令，可以使支撐部10移動，亦可以使攝像裝置11B移動。於該狀態下，攝像裝置11B對包括基板50的角部51之區域進行拍攝。處理部12取入由攝像裝置11B獲取之圖像(以下，稱為第2圖像56)。
於圖2B中，示出由攝像裝置11B拍攝之第2圖像56的一例。第2圖像56包括基板50的角部51及其周圍部分。圖2A中示出之第1圖像55中，基板50顯示於圖像整體的左下區域，圖2B中示出之例子中，由於基板50被表背翻轉，因此基板50顯示於圖像整體的右下區域。
處理部12依據第1圖像55(圖2A)、第2圖像56(圖2B)及第1圖像55內的基板50的角部51的坐標，求出第2圖像56內的角部51的坐標。以下，參閱圖3，對求出表背翻轉之基板50的角部51的位置資訊之方法進行說明。
如圖3所示，藉由將第1圖像55進行鏡像轉換，而得到第1翻轉圖像55a。從第1翻轉圖像55a切出包括基板50及角部51之一部分圖像而得到模板55b。進行第2圖像56與模板55b的圖案匹配。依據相似度變得最大時的模板55b中的角部51的坐標，計算第2圖像56內的角部51的坐標。模板55b 中的角部51的坐標已利用參閱圖2A而進行說明之方法來完成了計算。
由第2圖像56中的角部51的坐標求出角部51的位置資訊(例如，對準坐標系中的坐標)。同樣地，藉由求出至少另一個角部的位置資訊，而確定被表背翻轉之基板50的位置及姿勢。
於確定了基板50的對準坐標系中的位置及姿勢之後，對朝向基板50的上方之第2面進行處理。該處理係例如形成具有所期望的圖案之膜之處理。
接著，參閱圖4，對可產生匹配誤差之例子進行說明。
如圖4所示，於第1圖像55中基板50所佔之區域的面積大於第2圖像56中基板50所佔之區域的面積之情況下，模板55b無法容納於第2圖像56中的基板50所佔之區域。因此，於圖案匹配處理中，無法得到相似度較高之解，而產生匹配誤差。
於產生匹配誤差之情況下，處理部12(圖1C)使支撐部10及攝像裝置11B中的至少一個移動，並於第2圖像56(圖2B)中加大基板50所佔之比例。之後，藉由執行圖3中示出之圖案匹配方法，而能夠於圖案匹配處理中得到正常的解。
接著，對基於圖1A~圖5B中示出之實施例之位置檢測裝置及位置檢測方法的優異效果進行說明。
本實施例中，進行對基板50的第1面之處理與對第2面 之處理時，將共用的角部51等用作對準基準點而進行定位。因此，能夠進行於第1面中形成之膜與於第2面中形成之膜的對位。無需於基板50中形成對準標記。
基板50的邊緣並非一定是幾何學上嚴密的直線。因此，例如用直線來近似圖2A中示出之第1圖像55內的基板50的輪廓線而求出角部51的坐標之情況下，若輪廓線的長度不同，則有可能導致所計算出之角部51的坐標亦不同。出現依據圖2B中示出之第2圖像56內的基板50的輪廓線的交點而求出之角部51與依據圖2A的第1圖像55內的基板50的輪廓線的交點而求出之角部51不會成為基板50上的相同點之可能性。兩者係非相同點之情況下，成為對第1面進行處理時的基準位置之角部51與成為對第2面進行處理時的基準位置之角部51不會嚴密地一致。其結果，會導致於第1面中形成之膜與於第2面中形成之膜的相對位置關係從目標關係偏離。
上述實施例中，於求出圖2B中示出之第2圖像56內的基板50的角部51的坐標時，如圖3所示，使用基於第1圖像55與第2圖像56之圖案匹配方式。更詳細而言，並非由第2圖像56的輪廓線的交點的坐標求出第2圖像56的角部51的坐標，而是依據第1圖像55的輪廓線的交點的坐標與圖案匹配結果而求出第2圖像56的角部51的坐標。因此，於進行基板50的表背的翻轉之前後，可確保藉由圖像分析而確定之角部51為基板50上的大致相同點。藉此，能夠抑制於第1面中形成之膜與於第2面中形成之膜的位置偏離。
接著，參閱圖5A及圖5B，對攝像裝置11A、11B的較佳之景深進行說明。圖5A及圖5B分別係藉由攝像裝置11A、11B而進行拍攝之基板50內的一部分的剖面圖。
如圖5A及圖5B所示，基板50的端面57並非一定與兩側的表面垂直。圖5A中示出之例子中，攝像裝置11A的攝像範圍15A(圖1A)內的端面57以朝向斜下方之方式傾斜。若使該基板50的表背翻轉，則攝像裝置11B的攝像範圍15B(圖1C)內的端面57會朝向斜上方。攝像裝置11A及11B將被支撐部10支撐之基板50的上表面及下表面這雙方包含於景深DF的範圍內。
藉由如此設定景深DF，即便使基板50的表背翻轉，亦能夠始終利用攝像裝置11A、11B於最外周的邊緣對準焦點。藉此，可確保由第1圖像55求出之角部51與藉由基於第1圖像55和第2圖像56之圖案匹配處理而求出之角部51為大致相同點。
接著，對上述實施例的各種變形例進行說明。
上述實施例中，準備了圖1A中示出之拍攝製程中獲取第1圖像55(圖2A)之攝像裝置11A及圖1C中示出之拍攝製程中獲取第2圖像56(圖2B)之攝像裝置11B。亦可以藉由使一個攝像裝置11A移動來代替準備兩個攝像裝置11A、11B，而由一個攝像裝置11A獲取第1圖像55(圖2A)與第2圖像56(圖2B)。
又，上述實施例中，於圖3中示出之圖案匹配處理中，使第1圖像55翻轉(鏡像轉換)，並從第1翻轉圖像 55a切出了模板55b，但是亦可以使第2圖像56翻轉，並從所翻轉之第2圖像切出模板，而無需使第1圖像55翻轉。除此之外，可以從第1圖像55切出模板，進行該模板與使第2圖像56翻轉之圖像的圖案匹配處理，亦可以使第1圖像55翻轉，並從第2圖像56切出模板，進行該模板與使第1圖像55翻轉之圖像的圖案匹配處理。
上述實施例中，藉由得到基板50的至少兩個角部的位置資訊，而求出了基板50的位置及姿勢，但是亦可以求出三個部位以上角部的位置資訊。藉由增加位置檢測對象的角部，能夠提高位置檢測的精確度。
上述實施例中，於求出圖2A中示出之第1圖像55內的基板50的角部51的坐標時，檢測了基板50的輪廓線，但是除此之外，亦可以進行第1圖像55與參閱圖像的圖案匹配處理，而求出角部51的坐標。
上述實施例中，如圖5A及圖5B所示，作為攝像裝置11A、11B，而使用了具有如基板50的上表面與下表面容納於景深DF的範圍內之特性者。作為攝像裝置11A、11B，亦可以使用景深DF比基板50的厚度淺，且具有自動聚焦功能者，來代替該結構。於基板50的端面傾斜之情況下，只要以於更靠外側的邊緣進行自動聚焦之方式，控制攝像裝置11A、11B即可。
接著，參閱圖6~圖8，對另一實施例進行說明。以下實施例中，基於圖1A~圖5B中示出之實施例之位置檢測裝置應用於噴墨型的膜形成裝置中。
圖6係基於本實施例之膜形成裝置的概略前視圖。載物台23隔著移動機構21而被基台20支撐。載物台23相當於圖1A及圖1C中示出之實施例的支撐部10。基板50被載物台23的上表面(支撐面)支撐。移動機構21藉由使載物台23沿與支撐面平行的二維方向移動，能夠使基板50沿二維方向移動。移動機構21及載物台23例如能夠使用XY載物台。通常，載物台23的支撐面保持為水平。
於被載物台23支撐之基板50的上方，配置有複數個噴墨頭26及複數個攝像裝置11A、11B。噴墨頭26及攝像裝置11A、11B藉由門型框架24而被基台20支撐。攝像裝置11A、11B能夠分別藉由升降機構16A、16B進行升降。於各個噴墨頭26設置有複數個噴嘴孔。從噴嘴孔朝向基板50吐出膜材料的液滴。攝像裝置11A、11B對被載物台23支撐之基板50的一部分進行拍攝，並向控制裝置30發送所獲取之二維圖像的圖像資料。控制裝置30具有圖1A、圖1C中示出之實施例的處理部12的功能。而且，控制裝置30藉由控制升降機構16A、16B來使攝像裝置11A、11B升降，而能夠調整攝像裝置11A、11B的焦點位置。
藉由使附著於基板50之液態的膜材料硬化而能夠形成膜。作為膜材料，能夠使用光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等。於噴墨頭26的側方，配置有使附著於基板50之膜材料硬化之光源或者熱源。
控制裝置30控制基於移動機構21之載物台23的移動及來自噴墨頭26的噴嘴孔的膜材料的吐出。控制裝置30包括 記憶裝置31，於記憶裝置31中儲存有應形成之膜的圖案資料。控制裝置30依據圖案資料來控制移動機構21及噴墨頭26，藉此能夠於基板50中形成所期望的圖案的膜。
各種指令和資料從輸入裝置35輸入至控制裝置30。輸入裝置35例如使用鍵盤、指向設備、USB端口、通信裝置等。與膜形成裝置的動作有關之各種資訊被輸出至輸出裝置36。輸出裝置36例如使用液晶顯示器、揚聲器、USB端口、通信裝置等。
接著，參閱圖7A及圖7B，對處理對象亦即基板50進行說明。
圖7A係基板50的平面圖，圖7B係圖7A的一點虛線7B-7B中的剖面圖。基板50包括絕緣性的支撐基板61及設置於其兩面之導電膜62、63。作為支撐基板61，例如使用陶瓷基板。作為導電膜62、63，例如使用銅箔。導電膜62、63的外周配置於比支撐基板61的外周稍微更靠內側，於支撐基板61的表面中，確保有於支撐基板61的邊緣附近(外周線的內側)未設置有導電膜62、63之框狀區域。
接著，參閱圖8，對於基板50中形成蝕刻用光阻圖案之方法進行說明。
圖8係於基板50中形成蝕刻用光阻圖案之方法的流程圖。首先，於步驟S1中，將基板50置於載物台23的保持面，並由真空卡盤等進行固定。於步驟S2中，檢測基板50的位置。於該製程中，利用與參閱圖1A及圖2A而進行說明之方法相同的方法來進行基板50的位置檢測。
接著，於步驟S3中，使基板50移動的同時，從噴墨頭26(圖6)使光阻材料吐出，而於基板50的朝向上方之面(第1面)上形成光阻圖案。
於步驟S4中，使被載物台23支撐之基板50的表背翻轉。於步驟S5中，檢測基板50的位置。於該檢測製程中，應用參閱圖1C及圖3而說明之方法，亦即應用利用圖案匹配處理之方法。於步驟S6中，使基板50移動的同時，從噴墨頭26(圖6)使光阻材料吐出，而於基板50的朝向上方之面(第2面)上形成光阻圖案。之後，將光阻圖案用作蝕刻遮罩，對導電膜62、63進行蝕刻。進行蝕刻之後，去除光阻圖案。
於對基板50的第1面之處理與對第2面之處理中，將共用的角部用作定位的基準，因此能夠使於第1面及第2面中形成之光阻圖案彼此高精確度地對位。
接著，對攝像裝置11A、11B的景深比基板50的厚度淺之情況進行說明。如圖5A所示，於基板50的端面傾斜之情況下，為了於更靠外的邊緣對準焦點，必需將基板50的上表面容納於景深的範圍。如圖5B所示，於基板50的端面傾斜之情況下，必需將基板50的下表面容納於景深的範圍。控制裝置30以基板50的更靠外側的邊緣容納於景深的範圍之方式，控制升降機構16A、16B。藉此，即使係圖5A、圖5B中的任一情況，亦能夠於基板50的更靠外側的邊緣對準焦點。如此，控制裝置30及升降機構16A、16B作為使攝像裝置11A、11B於基板50的上表面及下表面的 邊緣中的位於更靠外側之邊緣聚焦之自動聚焦機構而發揮功能。
上述的各實施例係例示，當然亦能夠進行不同實施例中示出之結構的局部替代或者組合。不會按每個實施例而提及複數個實施例的基於相同的結構之相同的作用效果。而且，本發明並非係限制於上述實施例者。例如，本領域技術人員顯然能夠進行各種變更、改良以及組合等。
10‧‧‧支撐部
11A‧‧‧攝像裝置
11B‧‧‧攝像裝置
12‧‧‧處理部
13‧‧‧記憶部
15A‧‧‧攝像範圍
15B‧‧‧攝像範圍
50‧‧‧基板
51‧‧‧基板的角部

Claims (6)

  1. 一種位置檢測裝置，具有：支撐部，係支撐基板；至少一個攝像裝置，係對被前述支撐部支撐之前述基板進行拍攝；及處理部，前述處理部依據由一個前述攝像裝置對被前述支撐部支撐之前述基板的角部進行拍攝而得到之第1圖像而求出前述角部的位置資訊，依據由一個前述攝像裝置對表背翻轉而被前述支撐部支撐之前述基板的前述角部進行拍攝而得到之第2圖像、前述第1圖像及依據前述第1圖像而求出之前述角部的位置資訊，求出表背翻轉之前述基板的前述角部的位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之位置檢測裝置，其中，前述攝像裝置將被前述支撐部支撐之前述基板的上表面及下表面這雙方包含於景深的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之位置檢測裝置，其中，還具有自動聚焦機構，使攝像裝置11A、11B於基板50的上表面及下表面的邊緣中的位於更靠外側之邊緣聚焦。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之位置檢測裝 置，其中，前述處理部於求出表背翻轉之前述基板的前述角部的位置資訊時，進行將前述第1圖像及前述第2圖像中的一個進行了鏡像轉換之圖像與另一個圖像的圖案匹配，並依據圖案匹配的結果，求出表背翻轉之前述基板的前述角部的位置資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之位置檢測裝置，其中，前述第1圖像及前述第2圖像係將前述基板的前述角部包含於內部之區域的圖像。
  6. 一種位置檢測方法，從前述基板的第1面側對基板的角部進行拍攝而獲取第1圖像，依據前述第1圖像，求出從前述基板的前述第1面側觀察時的前述角部的位置資訊，從與前述第1面相反之一側的第2面側對前述基板的前述角部進行拍攝而獲取第2圖像，依據前述第1圖像、前述第2圖像及依據前述第1圖像而求出之前述基板的前述角部的位置資訊，求出從前述基板的前述第2面側觀察時的前述角部的位置資訊。
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