(57)【要約】【課題】基板の位置決め時間が短縮でき、安価でかつ異なったサイズの基板にも容易に切り替え対応できる位置決め装置を提供する。【解決手段】基板をテーブル上に搭載して吸着固定し、基板に形成されたアライメントマークの位置を計測して、基板を位置決めする位置決め装置において、基板に形成されたプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係を記憶する手段と、テーブル上に搭載した基板のプリアライメントマークの位置を計測する第１の手段と、基板のアライメントマークの位置を計測する第２手段と、第１手段により得られたテーブル上の基板のプリアライメントマークの位置情報により基板のアライメントマークのテーブル上の位置情報を算出する手段と、この位置情報を基に基板のアライメントマークを第２手段の計測領域内に移動する手段を備える。【選択図】図１
2004281983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に固定された基板に形成されたアライメントマークの位置を計測して、基板を位置決めする位置決め装置において、基板に形成されたプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係を記憶する手段と、基板のプリアライメントマークの位置を計測する第１の手段と、基板のアライメントマークの位置を計測する第２手段と、前記第１の手段により得られた基板のプリアライメントマークの位置情報により基板のアライメントマークのテーブル上の位置情報を算出する手段と、この位置情報を基に基板のアライメントマークを第２手段の計測領域内に移動する手段を備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記第１の手段が、基板のプリアライメントマークの画像を検出して位置を計測する装置であってテーブルと所定の位置関係に固定され、第２手段が、基板のアライメントマークの画像を検出して位置を計測する装置であってテーブルと相対的に移動可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記第１の手段の計測領域の面積をＡ、第２手段の計測領域の面積をＢとして、各々の面積比がＡ／Ｂ≧１００であることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項４】
請求項１記載の移動手段が、テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に移動可能に構成したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項５】
基板とペーストを吐出するノズルが対向し、相対移動して基板にペーストを塗布する塗布装置であって、請求項１〜４に記載の位置決め装置を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
基板をテーブル上に搭載して吸着固定し、基板に形成されたアライメントマークの位置を計測して、基板を位置決めする方法において、基板に形成されたプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係を記憶し、基板のプリアライメントマークの位置を第１手段により計測し、この位置情報とプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係の記憶情報によりアライメントマークのテーブル上の位置を算出し、その位置情報を基にテーブルをＸ，Ｙ，θ方向に操作して、アライメントマークを第２手段の計測領域内に移動し、第２手段によりアライメントマークの位置を検出して基板を位置決めすることを特徴とする位置決め方法。
【請求項７】
テーブル上に基板を搭載して吸着開始した直後に、第１手段による基板のプリアライメントマークの位置計測を行って、その計測した位置情報により基板のアライメントマークと第２手段の計測位置関係を算出し、基板の吸着が完了したことを確認して第２手段の計測領域内に基板のアライメントマークを移動することを特徴とする請求項６記載の位置決め方法。
【請求項８】
ペーストを吐出するノズルを、予め基板を位置決めする位置と所定の位置関係に配置し、請求項６または７に記載の位置決め方法により基板を位置決めすることでノズルと基板の相対位置合わせを行い、基板とノズルを相対移動させて基板の所望位置にペーストを塗布することを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板上にペーストを塗布する塗布装置などにおいて、ガラスなどの基板上に形成されたアライメントマークを検出することにより基板を位置決めする位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型の基板上に精度良くペーストを塗布する装置においては、予め基板上に塗布の基準位置となるアライメントマークを形成しておき、そのアライメントマークの位置を検出して、ペーストを吐出するノズルとの相対位置合わせを行い、基板とノズルを相対移動させながら塗布する方法が広く用いられている。
【０００３】
こうした装置のアライメントマークの検出には主にＣＣＤカメラが用いられ、撮影した画像を処理することによってそのマークの位置が求められる。
【０００４】
ところで、このアライメントマークにより基板の位置を計測するためには、カメラの視野内にアライメントマークを収める必要がある。基板をテーブルに搭載し、テーブルまたはカメラを移動してマークを探すいわゆるサーチ方式では時間がかかり問題となる。
【０００５】
そこで、こうしたカメラ視野内にマークを収める従来技術には、テーブルとカメラを所定の位置関係に配置しておき、基板をテーブル上の所定位置に搭載固定して、カメラとアライメントマークの位置関係を定め、テーブルまたはカメラを所定量移動することでカメラの視野範囲内にマークを収める方法がある。基板をテーブルの所定位置に搭載する具体的手段としては、テーブル面に位置決めピンを設けて基板を押し当てる方法や、基板の端面を３〜４方から挟み込むようにして、基板をテーブル中央に位置出しするセンタリング方式などがある。
【０００６】
図８は、従来のセンタリング方式を用いた基板位置決めの概略を示した図である。基板１はテーブル２の上に搭載され、その端面３方をセンタリング装置のハンド４ａ〜４ｃにより押し込まれて、テーブル中心に位置出しされる。基板にはその四隅にアライメントマークが形成されており、例えばその２つＡ１，Ａ２により位置が計測される。一方、アライメントマークを検出するカメラ５ａ，５ｂは、テーブルの中心を基準として、アライメントマークと同じ間隔を離して図示した位置関係に配置されている。従って、基板をテーブルの中央に位置出しした後は、テーブルをＸ軸方向に所定量移動することにより、アライメントマークをカメラ視野に収めることができ、カメラの位置を基準とした基板の位置決めが可能となる。
【０００７】
また、こうした従来技術とは別に、基板をテーブルに搭載したときに、基板の位置精度が悪くアライメントマークを検出するカメラの視野に収まらない場合でも、第１の検出手段でアライメントマークの位置を検出して、その検出結果に基づいてアライメントマークを検出する第２の手段の狭い視野内にマークを移動する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１３２１９８号公報（第２頁  請求項１、第４頁  ００２３段、第５頁第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
こうした位置決めピンを設ける方法やセンタリング方式では、基板の端面を押しつけたときやテーブル面をスライドさせたときに微小の粉塵が発生し、塗布品質に影響を及ぼす問題があった。また、基板サイズを変更するときには、ピンの位置変更やセンタリングハンドの交換・調整に時間を要し、連続動作においては、押し出しおよび退避動作に要する時間が、タクトを短縮する上での課題となっていた。
さらに、この方法においては基板の端面を基準として位置出しまたは位置決めするため、本来の位置決め基準とするアライメントマークが、基板端面から所定の精度で設けられていないと、カメラの視野内に収まらず位置決めできない問題があった。
【００１０】
一方、第１の検出手段でアライメントマークの位置を検出して、その検出結果に基づいてアライメントマークを第２の手段の狭い視野内に移動する方法においては、基板をテーブルに登載したときの位置精度がさらに悪くて、第１手段の検出領域にアライメントマークが入らず領域をより広げようとしても、分解能が低下してアライメントマークが検出できなくなるので、検出領域が制限されて基板を搭載する位置の許容範囲が狭いという問題があった。アライメントマークを大きくした場合は、第２の検出手段の領域を広げなければならず、検出精度が低下する問題があった。
【００１１】
また、第１の手段と第２の手段は、同じアライメントマークの位置を検出するように構成されるため、複数のアライメントマークの位置を同時に検出して位置決めするには、アライメントマーク毎に２つの手段がセットで必要となり、配置の問題や装置が複雑化するなどの問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明の位置決め装置は、以下の構成を有する。すなわち、テーブル上に固定された基板に形成されたアライメントマークの位置を計測して、基板を位置決めする位置決め装置において、基板に形成されたプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係を記憶する手段と、基板のプリアライメントマークの位置を計測する第１の手段と、基板のアライメントマークの位置を計測する第２手段と、前記第１の手段により得られた基板のプリアライメントマークの位置情報により基板のアライメントマークのテーブル上の位置情報を算出する手段と、この位置情報を基に基板のアライメントマークを第２手段の計測領域内に移動する手段を備える。
【００１３】
また、第１の手段が、基板のプリアライメントマークの画像を検出して位置を計測する装置であってテーブルと所定の位置関係に固定され、第２手段が、基板のアライメントマークの画像を検出して位置を計測する装置であってテーブルと相対的に移動可能に構成され、第１手段の計測領域の面積をＡ、第２手段の計測領域の面積をＢとしたとき、各々の面積比がＡ／Ｂ≧１００であって、基板を移動する手段が、テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に移動可能に構成される。
【００１４】
また、基板をテーブル上に搭載して吸着固定し、基板に形成されたアライメントマークの位置を計測して、基板を位置決めする方法において、基板に形成されたプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係を記憶し、テーブル上に搭載した基板のプリアライメントマークの位置を第１手段により計測し、この位置情報とプリアライメントマークとアライメントマークの位置関係の記憶情報によりアライメントマークのテーブル上の位置を算出し、その位置情報を基にテーブルをＸ，Ｙ，θ方向に操作して、アライメントマークを第２手段の計測領域内に移動し、第２手段によりアライメントマークの位置を検出して基板の位置決めを行う。
また、テーブル上に基板を搭載して吸着開始した直後に、第１手段による基板のプリアライメントマークの位置計測を行って、その計測した位置情報により基板のアライメントマークと第２手段の計測位置関係を算出し、基板の吸着が完了したことを確認して第２手段の計測領域内に基板のアライメントマークを移動させる。
これによれば、基板をテーブルに搭載して吸着固定し、基板の位置を計測してその位置情報によりアライメントマークをカメラ視野に移動できるので、センタリング装置などにより基板の端面を操作する必要がなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る位置決め装置の一部を示した概略図である。この図において、図８に示す従来技術の装置と対応する部分は、同一符号を付して示す。テーブル２には基板１を受け入れるための昇降ピン３と、図示しない基板をテーブル面に吸着固定する吸着孔が設けられている。また、テーブルの角度を調整するためのθ軸駆動部２θと、Ｘ，Ｙ方向に移動するためのＸ軸駆動部２Ｘ、Ｙ軸駆動部２Ｙを備えている。これらの駆動部は制御部２Ｃを介して演算処理部９に接続されている。
【００１６】
テーブル２に搭載する基板１には、図２に示したようにその四隅にアライメントマークＡ１〜Ａ４が形成されている。また、Ａ１，Ａ２のアライメントマークの近傍には図３に示したように、アライメントマークに比べて十分に大きな円形のプリアライメントマークＭ１，Ｍ２が形成してある。このプリアライメントマークについては、アライメントマークと所定の位置関係にある、例えばペーストを塗布する塗布領域の特徴的なパターンを選択して用いる方法でもよい。
【００１７】
テーブル２の上方には基板のプリアライメントマークの位置を計測する第１手段のカメラ７ａ，７ｂが取り付けられている。このカメラ７ａ，７ｂは、基板を搭載する位置におけるテーブルの中心から、Ｘ方向にｘ、Ｙ方向に所定の距離ｙ／２を離して固定されている。各々のカメラは、広い視野範囲７ａ’，７ｂ’を有し、テーブルに搭載した基板の画像を撮像する。各々のカメラ近傍には、その視野を照明する光源（図示しない）が取り付けられ、視野範囲全域を均一に照明している。
【００１８】
このカメラの視野範囲は、プリアライメントマークのサイズと基板の位置ずれ量を考慮して決める。例えばマークのサイズを５ｍｍ、ずれ量を±１０ｍｍとすると２５ｍｍ角でよく、これが最小範囲となる。しかし、異なるサイズの基板でもカメラを移動することなく計測可能にするため、できる限り大きな範囲とすることが好ましい。視野範囲を広くするには、カメラの解像度とプリアライメントマークのサイズ、対象とする基板のプリアライメントマークの位置、さらに基板をテーブルに搭載したときのマークの位置ずれ量を考慮して決定する。
【００１９】
第１手段のカメラ７ａ，７ｂで撮像した画像データは画像処理部８に送られ、画像処理部８では、その画像から事前に登録しておいた基板のプリアライメントマークを抽出し、その位置を測定する。
【００２０】
一方、基板のアライメントマークの位置を計測する第２手段のカメラ５ａ，５ｂが、テーブルの中心からＸ方向のｘｂ離れた位置に、Ｘ軸と直交してアライメントマークＡ１，Ａ２の間隔ｙａ離れて配置されている。各々のカメラは基板のアライメントマークを撮像し、画像処理部８でデータを処理してその位置を測定する。
【００２１】
このカメラ５ａ，５ｂの視野範囲は、位置の検出精度上げるため狭くして、アライメントマークのサイズも小さくする。しかし、アライメントマークをあまり小さくすると欠損の恐れがあり好ましくない。例えば、アライメントマークのサイズは１ｍｍ角として、カメラの視野はその２．５倍の２．５ｍｍ角とする。こうした場合、前記プリアライメントマークの位置を検出するカメラ７ａ，７ｂの最小視野範囲との面積比は１００対１となる。なお、このカメラの光源は、例えばカメラのレンズの同軸上から照射できる同軸タイプの照明装置を用いる。
【００２２】
演算処理部９は、画像処理部８で得たプリアライメントマークやアライメントマークの位置情報を基に基板を所望位置に移動するための操作量を算出し、テーブルの各軸駆動部をコントロールする制御部２Ｃを介して、基板を所望位置に位置決めする。なお、演算処理部９および制御部２Ｃは、例えばパソコンやシーケンサなどにより構成され、タッチパネルやキーボードなどの外部入力手段およびデータの記憶部を有し、各種データの入力設定および記憶ができるものである。
【００２３】
次に、一連の位置決め動作について詳しく述べる。図１において、基板１は、カセットなど供給部の予め定められた位置から移載装置、例えばロボットにより取り出し、テーブル２に設けた昇降ピン３を上昇して、テーブルのほぼ中央に搭載できるようそのピンの上に受け渡す。基板１を受け取ると、ピンを下降してテーブル面に搭載すると同時に吸着孔より基板の吸着を開始する。搭載と同時に吸着開始することで、基板とテーブル面の間に噛み込むエアーを吸引し、基板のずれを最小限に押さえるとともに早いタイミングで基板を固定する。
【００２４】
基板の吸着を開始すると基板は移動しなくなるので、カメラ７ａ，７ｂにて基板の画像を撮像し、画像処理部８にてパターマッチング法によりプリアライメントマークを抽出する。ここでプリアライメントマークの画像については、次に示すように事前にこの画像処理部８に登録しておく。
【００２５】
図３は、アライメントマーク近傍に設けたプリアライメントマークを示す。Ｍ１はアライメントマークＡ１のＸ方向ｘｏの位置に形成した円形のプリアライメントマーク、Ｍ２は同様にアライメントマークＡ２近傍のプリアライメントマークである。各々のマーク中心を基準にして、アライメントマークとの位置関係（ｘｏ，０）を記憶しておき、このマークの中心位置を測定することによりアライメントマークの位置を判断する。なお、各々のプリアライメントマークは、Ｐ１，Ｐ２のように矩形のパターンとして画像処理部８に登録する。
【００２６】
図４は、カメラ７ａ，７ｂの視野内７ａ’，７ｂ’の状態を示した図である。パターンマッチングによりプリアライメントマークＭ１，Ｍ２を抽出したら、各々のカメラ視野中心から、マークＭ１，Ｍ２の中心位置（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を測定し、このＸ方向のずれ量（ｘ１−ｘ２）とＹ方向の間隔（ｙ１−ｙ２＋カメラの間隔ｙ）より、基板の傾きθを算出する。但し、図においてＸ，Ｙは、各々視野中心の右および上を正方向とし、θは右回転を正方向とする。このθは次式により求まる。
【００２７】
θ＝ｔａｎ−１（（ｘ１−ｘ２）／（ｙ１−ｙ２＋ｙ））
次に、テーブルのθ軸をこの傾きθだけ操作したときにプリアライメントマークＭ１の中心が移動する先の位置を求める。図５は、カメラ７ａの視野内７ａ’をマークＭ１が移動する様子を示した図である。この図において、θ軸の原点は、カメラ７ａの視野中心から（ｘ，ｙ／２）の位置にあることが分かっている。また、Ｍ１の中心は（ｘ１，ｙ１）の位置にあるので、θ軸の原点ＯとＭ１の中心を結ぶ直線の長さＬおよび、この直線とＸ軸がなす角度θ１は次式により求まる。
【００２８】
Ｌ＝（（ｘ＋ｘ１）２＋（ｙ／２＋ｙ１）２）１／２
θ１＝ｔａｎ−１（（ｙ／２＋ｙ１）／（ｘ＋ｘ１））
この結果、Ｘ，Ｙ方向の各々の移動量ｄｘ，ｄｙは、各々次式により求まる。
【００２９】
ｄｘ＝Ｌ（ｃｏｓ（θ１−θ）−ｃｏｓ（θ１））
ｄｙ＝Ｌ（ｓｉｎ（θ１−θ）−ｓｉｎ（θ１））
従って、Ｍ１が移動する先のＸ，Ｙ方向の位置ｘ１’，ｙ１’は、各々次式の通りとなる。
【００３０】
ｘ１’＝ｘ１＋Ｌ（ｃｏｓ（θ１−θ）−ｃｏｓ（θ１））
ｙ１’＝ｙ１＋Ｌ（ｓｉｎ（θ１−θ）−ｓｉｎ（θ１））
図６は、テーブルのθ軸を操作して、プリアライメントマークＭ１がｘ１’，ｙ１’に移動したときの想定図を示す。基板の傾きθと同じ角度だけテーブルのθ軸を操作すると、基板はＹ軸に平行調整されるので、カメラ中心からのアライメントマークの位置が計算できる。アライメントマークＡ１の位置は、図３に示したようにＭ１の位置より（ｘｏ，０）にあるので（ｘ１’＋ｘｏ，ｙ１’）の位置となる。
【００３１】
このようにして、アライメントマークＡ１の位置が求まれば、テーブルのθ軸を操作した後にこのマークを検出するカメラ５ａの視野内に移動させるためのテーブルＸ，Ｙ軸の移動量が計算可能となる。図１に戻って、カメラ５ａはθ軸の原点Ｏから（ｘｂ，ｙａ／２）の位置にあるので，Ｘ軸の移動量Ｘは次式により求まる。
【００３２】
Ｘ＝（ｘｂ−ｘ）−（ｘ１’＋ｘｏ）
また、Ｙ軸の移動量は次式により求まる。
【００３３】
Ｙ＝（ｙａ／２−ｙ／２）−ｙ１’
なお、基板をＹ軸に並行調整し、テーブルをＸ、Ｙ移動してアライメントマークＡ１がカメラ５ａの視野内に入れば、カメラ５ａからＹ軸と並行にアライメントマークの間隔を離して配置したカメラ５ｂの視野内に、アライメントマークＡ２が入ることになる。
【００３４】
ところで、この画像読み取りからの一連処理は基板の吸着と並行して進める。基板が吸着完了するのは真空度が所定の値に達したときで、それまでに２〜３秒程度の時間を要する。一連の処理は各処理部のＣＰＵにより非常に短時間で終わるため、処理を並行することで時間の短縮を図る。
【００３５】
このようにして、アライメントマークＡ１をカメラ５ａの視野内に移動させるための、テーブルの角度θとＸ，Ｙ軸の移動量が求まり、基板の吸着が完了すると、次にこの算出したデータを基にテーブルのθ軸とＸおよびＹ軸を同時に操作することで、アライメントマークＡ１，Ａ２を各々の検出カメラの視野内に移動できる。
【００３６】
図７は、テーブルを移動操作して、アライメントマークＡ１，Ａ２が各々の検出カメラの視野内５ａ’，５ｂ’に収まった状態の一例を示した図である。Ａ１’，Ａ２’は各々のカメラ視野中心であって、アライメントマークを位置決めする基準位置を示す。マークがカメラ視野の中心に来ないのは、プリアライメントマークの位置を計測するカメラの検出精度やカメラとテーブルの位置精度などの影響によるものである。アライメントマークがカメラの視野に収まると、各々のカメラ視野中心からのアライメントマークＡ１’，Ａ２’の位置を計測して、各々のＸ方向のずれ量ｄｘａとアライメントマークの間隔ｙａより、基板の傾きθを算出する。このアライメントマークの位置検出は、例えば前記プリアライメントマークの位置を測定したときと同様に、パターンマッチングにより行う。
【００３７】
そして、前記プリアライメントマークの位置を計測してアライメントマークをカメラ視野内に移動させた方法と同じ要領で、基板の傾きθを調整したときにアライメントマークが移動する先の位置を求め、カメラの視野中心へマークを移動するためのテーブルのＸ，Ｙ軸操作量を算出し、その結果を基にテーブルのＸ，Ｙ，θ軸を移動させると、アライメントマークＡ１，Ａ２は各々のカメラ視野中心に一致することになり、基板の位置決めが完了できる。
【００３８】
次に、こうした位置決め装置を備えた塗布装置について説明する。基板上の所望位置にペーストを塗布する塗布装置においては、図１に示した位置決め装置と、破線で示したようなペーストを吐出するノズル６を備える。ノズル６の下面には吐出孔が設けられ、例えばその内部にペーストが蓄えられ、内部を加圧してペーストを吐出制御する機構（図示しない）が設けられる。このノズル６は、アライメントマークを検出するカメラ５ａ，５ｂの位置調整と合わせて、事前にテーブルの中心を基準にして所定の位置関係に固定しておく。こうすることで、ノズル６は基板のアライメントマークを位置決めする基準と相対的な位置関係に配置したことになるので、基板をカメラ５ａの位置に位置決めした時点で、基板１とノズル６との相対位置合わせを完了できる。
【００３９】
基板の位置決めを完了すると、テーブルの位置とノズルの位置関係が分かるので、後はテーブルのＸ，Ｙ軸を操作することで、基板とノズルを相対的に移動させ、ノズルからはペーストを吐出制御して所望の位置にペーストを塗布することが可能となる。
【００４０】
なお、前記発明の実施の形態においては、基板のプリアライメントマークの位置を計測する第１手段に２台のカメラを使用したが、プリアライメントマークを小さくして、２ヶ所の位置を測定することで基板の傾きを精度良く測定する例を示したものである。プリアライメントマークが小さくても１台のカメラ視野内に２個以上入るように設けた場合や、プリアライメントマークを大きな多角形や特徴的な形状にして、基板の位置や傾きを容易に計測できる場合は１台のカメラであってもよい。
【００４１】
また、前記発明の実施の形態においては、第１手段の計測領域の照明は、その領域全てを照明するようにしたが、プリアライメントマークが入る範囲を部分的に照明するようにしてもよい。また、常に照明状態としてもよく、計測時の必要なときに照明するようにしてもよい。
また、前記発明の実施の形態においては、第２手段の計測領域内に基板のアライメントマークを収めるために、テーブルのＸ，Ｙ軸を移動させたが、第２手段がＸ，Ｙ方向に移動できる構造として、第２手段を移動させてもよい。
【００４２】
また、前記発明の実施の形態においては、基板などにペーストを塗布する塗布装置の基板を位置決めする装置および方法について説明したが、これに限らず本発明は、アライメントマークとプリアライメントマークなどのパターンが形成された種々の基板を位置決めする場合に広く適用できるものである。
【００４３】
【実施例】
次に、本発明の実施の形態に従って、ガラス基板にペーストを塗布する塗布装置の位置決めの実施例を示す。
【００４４】
基板は、サイズが７００ｍｍ×１２００ｍｍと５２０ｍｍ×８８０ｍｍの２種類を準備した。各々の基板は図２に示したようにその四隅にアライメントマークと、ほぼ全域に塗布領域を示すパターンが形成されている。アライメントマークは、線幅が５０μｍで長さ１ｍｍの十字形状をしており、各々のアライメントマークの近傍には図３に示したように５ｍｍφのプリアライメントマークが形成してある。
【００４５】
図１において、基板のプリアライメントマークを検出するカメラ７ａ，７ｂには、ＣＣＤの画素数が４８０×５１２の位置決めによく用いられるカメラを用いた。カメラはテーブル面から約６００ｍｍの高さで、視野が３５０ｍｍ角程度となるようにレンズを選定した。視野をこのようにしたのは、基板サイズがＹ方向７００〜１３００ｍｍの範囲を、カメラを固定して検出できるようにするためで、各々のカメラ間隔ｙは１０００ｍｍに固定した。
【００４６】
一方、基板のアライメントマークを検出するカメラ５ａ，５ｂも、ＣＣＤの画素数が４８０×５１２のものを用いた。このカメラについては位置の読み取り精度の要求から、視野が２．５ｍｍ角になるよう調整した。これらのカメラは移動式で、基板のアライメントマーク間隔ｙａを離して位置決めした。
なお、こうしたカメラの画素数と視野を決めるに当たっては、次に述べるように検出するマークの大きさと読み取り精度の関係を考慮した。
【００４７】
一般にＣＣＤカメラで撮像して行う画像処理は、１画素の１／１０、いわゆるサブピクセルで処理される。従って、１画素１０μｍ角であれば１μｍ角の分解能が得られる。アライメントマークを検出するカメラにおいては、位置の読み取り精度は１μｍ程度が要求され、分解能をその半分の０．５μｍとすると１画素は５μｍ角となって、５００画素の視野は２．５ｍｍ角となる。
【００４８】
また、これとは別に画像処理にて精度を確保するにためには、画像が少なくとも３〜４画素にまたがることが望ましい。従って、１画素５μｍ角とした場合には最小２０μｍ角程度の画像サイズが望まれる。アライメントマークについては線幅を５０μｍとしているので十分である。
【００４９】
一方、プリアライメントマークを検出するカメラ７ａ，７ｂについては、視野範囲３５０ｍｍ角を約５００画素で読み取るため、分解能は約７００μｍとなる。画像の検出サイズは２．８ｍｍ以上となるので、プリアライメントマークを５ｍｍφとすることで問題のないようにしている。なお、検出精度については、少なくともアライメントマークをその検出するカメラの視野内に入れる必要があるため、そのカメラの視野角の１／２以下にする必要がある。精度を確保するには１／１０以下とすることが望ましく、分解能で表すならばカメラの視野サイズ以下にすることが望ましい。このカメラの検出精度については７０μｍ程度となり、２．５ｍｍ角の視野に移動させるための計算に十分な精度となっている。
【００５０】
こうして各カメラの検出条件を決定して、プリアライメントマークを図３に示したＰ１，Ｐ２のように約６ｍｍ角のパターンとして画像処理装置８に登録した。また、前記発明の実施の形態に沿って、第１手段のカメラ７ａ，７ｂにより基板の画像を撮像し、画像処理装置８によりプリアライメントマークを抽出してその位置を算出し、その位置情報を基にアライメントマークの位置を算出すると共に、第２手段のカメラ５ａ，５ｂの視野内にアライメントマークを移動するためのテーブル２のＸ，Ｙ，θ軸の操作量を算出して、この結果に応じてテーブルの各軸を移動させる制御プログラムを演算処理装置に組み込んだ。
【００５１】
こうした準備を整えて、最初はサイズ７００ｍｍ×１２００ｍｍの基板を用いて位置決め動作を実施した。昇降ピン３を上昇して基板をテーブルのほぼ中央に僅かに傾けて搭載し、ピンを下降して吸着開始１秒後に前記プログラムをスタートさせた。プリアライメントマークはカメラ視野７ａ’，７ｂ’の各々右上と右下寄りの位置で認識された後、前記演算処理が自動的に行われ、テーブル２が移動してカメラ５ａ，５ｂの視野内にアライメントマークＡ１，Ａ２が各々入ることを確認した。この操作を５回実施したところ、アライメントマークはカメラの視野中心から±０．２ｍｍ以内に収まった。また。テーブルの移動開始は、吸着開始から約３秒後の吸着完了と同時に行われ、画像読み取りから演算処理終了までの時間は１秒以内に完了していることを確認した。
【００５２】
次に、サイズ５２０ｍｍ×８８０ｍｍの基板を用いて実施した。同様に、ピンを下降して吸着開始１秒後に前記プログラムをスタートさせた。プリアライメントマークはカメラ視野７ａ’，７ｂ’の各々左下と左上寄りの位置で認識された後、テーブルが移動してカメラ５ａ，５ｂの視野内に各々のアライメントマークが入ることを確認した。この操作を５回実施したところ、アライメントマークはカメラの視野中心から±０．３ｍｍ以内に収まった。また、テーブルの移動開始は、吸着開始から約２秒後の吸着完了と同時に行われ、演算処理時間は１秒以内に完了していることを確認した。
【００５３】
なお、アライメントマークＡ１，Ａ２が各々カメラ５ａ，５ｂの視野内に収まった後は、各々のアライメントマークをカメラ視野の中心に位置決めする制御プログラムを追加して、基板とノズルの相対的位置合わせを行い、テーブルを移動させながら所望位置にペーストを塗布できることを実証した。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板をテーブルに搭載して吸着固定し、基板のプリアライメントマークの位置を第１手段により計測することにより、その位置情報を基にして、基板のアライメントマークを検出する第２手段の計測領域内にアライメントマークを移動することができるので、センタリング装置などによる基板のテーブル中央への位置出し時間を短縮できる共に、端面を操作しないので粉塵の発生する恐れもなくなる。
【００５５】
また、第１手段の計測領域が広いため、テーブルに基板を登載したときのずれが大きくても、また基板サイズが異なる場合においても、第１手段を移動することなく基板の位置が計測でき、正確に第２手段の計測領域内にアライメントマークを移動することができる。
【００５６】
さらに、第１手段を移動することなく基板の位置が計測できるので、調整作業が不要となって稼働率が上がる。センタリング装置などを用いた場合は、基板サイズに対応して交換・調整が必要で、これを自動化するには多くのサーボモータによる制御が必要となり装置も複雑となってコスト高となる。こうしたことから、本発明による装置は第１手段の移動機構が不要となり、装置のコスト低減にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係わる位置決め装置の概略図である。
【図２】基板を上から見た概略図である。
【図３】アライメントマーク近傍のプリアライメントマークの一例を示す図である。
【図４】基板の位置を計測する第１手段のカメラ７ａ，７ｂの視野内の一例を示した図である。
【図５】テーブルのθ軸を操作して、プリアライメントマークＭ１がｘ１’，ｙ１’に移動するときの説明図である。
【図６】テーブルのθ軸を操作して、プリアライメントマークＭ１がｘ１’，ｙ１’に移動したときの想定図である。
【図７】基板の位置を計測する第２手段のカメラ５ａ，５ｂの視野内にアライメントマークが収まったときの一例を示した図である。
【図８】従来のセンタリング方式を用いた位置決め装置の概略図である。
【符号の説明】
１  基板
２  テーブル
２Ｘ  テーブルＸ軸駆動部
２Ｙ  テーブルＹ軸駆動部
２θ  テーブルθ軸駆動部
２Ｃ  制御部
３  昇降ピン
４ａ，４ｂ，４ｃ  センタリング装置ハンド
５ａ，５ｂ  カメラ（基板の位置計測第２手段）
６  ノズル
７ａ，７ｂ  カメラ（基板の位置計測第１手段）
８  画像処理部
９  演算処理部
Ａ１〜Ａ４  アライメントマーク
Ｍ１，Ｍ２  プリアライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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