兩段式上下板影像精密對位方法及裝置的製作方法

2023-05-22 12:03:56 6

專利名稱：兩段式上下板影像精密對位方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於影像精密對位的方法及裝置，尤指一種可應用於半導體產業(如晶圓製造、LED、...)、液晶顯示器(如TFT-LCD)、太陽能電池(Solar Cell)、印刷電路板(PCB/FPCB)、精密網版印刷、壓印、轉印、以及其它精密製程等技術領域中，並以兩段式影像對位手段達到對位快速且高精密度等功效的對位方法及裝置。
背景技術：
—般雙層板上下對位的技術應用甚廣，如半導體、平面顯示器、印刷電路板...等技術領域。由於前述各技術領域朝向小型精密化發展，故在前述各技術領域中，雙層板間上下對位的精密度，更是關鍵的所在。以電子產業各類曝光機為例，光罩與下板間的精密對位，為其重要的關鍵技術，因此若能有效掌握此精密對位的關鍵技術，並能有效縮短其精密對位時間，即能大幅降低其製造成本。
目前已知上下板精密對位的相關技術概包含以下數種 其一、是應用晶圓曝光系統中的曝光對位裝置，其實施方式是令晶圓與光罩於進行曝光步驟前完成準位固定，再透過影像擷取手段將晶圓與光罩間的對位情形呈現於顯示器的畫面上，再由人工以視覺判斷方式進行調整晶圓與光罩間的相對位置誤差的修正。但該人工對位的作業方式，在操作上相當耗時費事。 其二、是應用於半導體產生的曝光製程中，其主要是於光罩及底層材料上各設置多個標記，用以配合可視化計算機輔助判斷的方式達到對位的目的。但多數標記同時以可視化計算機輔助判斷手段來對位，雖可達到減少對位的誤差，提高對位的精度，但是，這些標記是一次同時進行多個標記的影像擷取及影像比對判斷的步驟，其優點雖採取多組標記進行對位判斷，其對位程序及精度較為嚴謹，但是影像處理的協同作業較為複雜，對位時間相對較長，而不符實際需求。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種兩段式上下板影像精密對位方法及裝置，以克服先前技術的對位精度不佳或進行精密對位費時等問題，以期提供一項對位快速而精密且操作便利者。 為達成前述目的，本發明所設計的兩段式上下板影像精密對位方法是對上、下板
先行提供一組複合標記，該複合標記包含有設於上板預定位置處的數個預對位上標記及數
個細對位上標記，以及設於下板預定位置處的數個預對位下標記及數個細對位下標記，該
精密對位方法的執行程序是包含 確認上板及下板是否進入啟始對位位置； 預對位及位置誤差補償程序，是以低倍率影像判斷手段進行上下板間的預對位，且於判斷下板的各預對位下標記與上板相對應的預對位上標記有位置誤差時，令上、下板中的任一位移而進行位置補償，直至每一預對位下標記分別與相對應的預對位上標記對準； 細對位及位置誤差補償程序，是以高倍率影像判斷手段進行上下板間的細對位， 且於判斷下板的各細對位下標記與上板相對應的細對位上標記有位置誤差時，令上、下板 中的任一位移進行位置補償，直至每一細對位下標記分別與相對應的細對位上標記對準， 完成上下板間的精密對位。
本發明另一設計的兩段式上下板影像精密對位裝置是包含 —承載組件，其包含一承載平臺及一用以驅動承載平臺位移的驅動器； —預對位取像組件，其包含數個低倍率影像擷取器，該數個低倍率影像擷取器分
別裝設於該承載平臺上方的預對位置處； —細對位取像組件，其包含數個高倍率影像擷取器，該數個高倍率影像擷取器分 別裝設於該承載平臺上方的細對位置處；以及 —控制組件，其包含一內建有影像分析程序以及驅動控制程序的處理器，該控制
組件分別電性連接該承載組件的驅動器、預對位取像組件以及細對位取像組件。 本發明通過前述兩段式上下板影像精密對位方法及其裝置，其特點至少包含有 1.可對上、下板間的對位提供一項執行簡便且精密對位的方式。 2.本發明是先以低倍率影像判斷手段進行上、下板的預對位上標記及預對位下標
記間的預對位，並作初步性必要的位置補償，接著再以高倍率影像判斷手段進行上、下板的
細對位上標記、細對位下標記間的細對位，及必要位置補償，作精密的對位，藉此，使該上、
下板間精密對位具有執行快速，且具有高度的準確度，相對於習知精密對位技術即具有大
幅縮短其精密對位的時間，進而縮短上下板的製程時間，提升生產效率。 3.本發明是預對位及細對位採取同一的設計方法、同一類對位標記僅大小尺寸不
同，以及以相同的影像判斷處理方法，使其在執行上具有高度的方便性。


圖1是本發明兩段式上下板影像精密對位裝置的一較佳實施例的方塊示意圖。
圖2是本發明兩段式上下板影像精密對位裝置的一較佳實施例的平面示意圖。
圖3-6是本發明於上下板上設置的預對位上標記、細對位上標記、預對位下標記 及細對位下標記的各種較佳實施例平面示意圖。
圖7是本發明兩段式上下板影像精密對位方法的流程圖。主要組件符號說明
承載平臺 1—承載組件 10- ll—驅動器 2—預對位取像組件 20- 3—細對位取像組件 30- 4—控制組件 41- 42—示器 50—預對位上標記 51-
0032] 50'—預對位下標記 51' 6—上板
低倍率影像擷取器 高倍率影像擷取器 處理器
細對位上標記 細對位下標記
7—下板
具體實施例方式
本發明是包含一種兩段式上下板影像精密對位方法及其裝置，該影像精密對位裝 置主要是包含一承載組件1、一預對位取像組件2、一細對位取像組件3以及一控制組件4， 該影像精密對位裝置是結合一組成形於上、下板67上的複合標記，進行上、下板67間的精 密對位，其中 該組複合標記是包含數個預對位上標記50、數個細對位上標記51、數個預對位下 標記50'以及數個細對位下標記51'，所述的數預對位上標記50及數個細對位上標記51是 分別成形於該上板6上的各預定位置處，所述的數個預對位下標記50'及數個細對位下標 記51'則是分別成形於該下板7上的各預定位置處，於上、下板67準確對位時，所述的預對 位下標記50'是對應於預對位上標記50，所述的細對位下標記51'是對應於細對位上標記 51，所述的細對位上標記51小於預對位上標記50，預對位下標記50'及細對位下標記51' 的大小，是分別對應於預對位上標記50及細對位上標記51的尺寸大小；前述的預對位上標 記50、細對位上標記51的形狀可為圓形、多邊形或其它可取得其形心坐標的幾何形狀，較 佳地，前述預對位上標記50、細對位上標記51的形狀為左右及上下對稱的幾何形狀，該預 對位下標記50'、細對位下標記51'的形狀可為十字形、方形、三角形或其它可取得其形心 坐標的幾何形狀，較佳地，前述預對位下標記50'、細對位下標記51'的形狀為左右及上下 對稱的幾何形狀，如圖3所示的較佳實施例，所述的預對位上標記50、細對位上標記51可為 方形標記，所述的預對位下標記50'、細對位下標記51'為十字形標記，前述的預對位上標 記50、細對位上標記51以設於上板6周側邊或角隅處為佳，前述的預對位下標記50'、細對 位下標記51'以設於下板7周側邊或角隅處為佳。 請參考圖1、2，該承載組件1是包含一承載平臺10以及一驅動器ll，該承載平臺 10可為所述的下板7，或提供下板7置放固定其上的載體，該驅動器11可連接該承載平臺 IO，用以驅動該承載平臺位移，其中該驅動器11可驅動該承載平臺10於X、 Y軸方向移動， 或進一步作e角度旋轉等位移，或可進一步驅動該承載平臺IO作Z軸方向的位移，且該驅 動器11電性連接該控制組件4。 該預對位取像組件2是包含數個低倍率或低解析度影像擷取器20，該數個低倍率 影像擷取器20分別裝設於該承載平臺10上方的預對位置處，且連接該控制組件4，該數個 低倍率影像擷取器20可分別對承載平臺10上的上、下板67預定位置各預對位上標記位置 擷取影像，並將其擷取所得的影像資料傳送至該控制組件4中。 該細對位取像組件3是包含數個高倍率或高解析度影像擷取器30，該數個高倍率 影像擷取器30分別裝設於該承載平臺10上方的細對位置處，且連接該控制組件4，該數個 高倍率影像擷取器30可分別對承載平臺10上方的上、下板67預定位置各細對位上標記位 置擷取影像，並將其擷取所得的影像資料傳送至該控制組件4中，所述的數個高倍率影像 擷取器30可分別配置於各低倍率影像擷取器20側邊。 該控制組件4是包含一內建有影像分析程序以及驅動控制程序的處理器，其中利 用影像分析程序分別對預對位取像組件2及細對位取像組件3所擷取的影像進行分析判 斷，另以驅動控制程序執行上下板7的任一進行位置補償的控制，或者，該控制組件4尚可進一步包含一顯示器42，該顯示器42且電性連接該處理器41 ，用以顯示該預對位取像組件 2及細對位取像組件3所擷取的影像畫面。 本發明所設計的兩段式上下板影像精密對位方法，其是用以令上、下板67得以達 到高精密度對位的目的，該精密對位方法可搭配前述的影像精密對位裝置來執行，而該方 法是先對欲待精密對位的上、下板67提供一組複合標記，該複合標記包含有設於上板6上 的數個預對位上標記50及數個細對位上標記51，以及設於下板7上的數個預對位下標記 50'及數個細對位下標記51'，當上板6及下板7於正確對位的狀態下，各預對位下標記50' 是恰好位於相對應的預對位上標記50下方處，各細對位下標記51'則是恰好位於相對應的 細對位上標記51下方處。如圖7所示，該精密對位方法的執行程序是包含
確認上板6及下板7是否進入啟始對位位置，所述的上板6及下板7可透過機械 傳動手段進入啟始對位位置處，而被確認，其中可令上板6、下板7中的一設定為固定的板 體，另一設定為可被驅動位移的板體，以便於進行上、下板67間相對位置的位置補償位移， 於本較佳實施例中，可設定該上板6為固定的板體，下板7為可被驅動位移的板體，並設置 於前述裝置的承載平臺10上； 預對位及位置誤差補償程序，其是以低倍率影像判斷手段進行預對位，並於判斷 任一預對位下標記50'相對於所對應的預對位上標記50有位置誤差時，即驅動上、下板67 中的任一位移以進行位置補償，其中，是以數個低倍率影像擷取器20分別擷取上板6各預 對位上標記50處的影像，並傳送至控制組件4的處理器中，由處理器以其內建的影像分析 處理程序判斷各預對位下標記50'是否完全與所對應的預對位上標記50對準，在本較佳實 施例中，是以一預對位上標記50的形心坐標與所對應預對位下標記50'的形心坐標來判斷 該預對位上標記50與所對應預對位下標記50'兩者是否對準，當兩者的形心坐標相同時， 即表示該預對位上標記50與所對應預對位下標記50'兩者對準，經判斷任一預對位下標記 50'未與所對應的預對位上標記50對準時，由處理器計算出預對位下標記50'相對於所對 應的預對位上標記50的偏移量，進而由處理器內建的驅動程序驅動可移動的板(上板或下 板)位移進行位置補償，直至各預對位下標記50'與相對應的預對位上標記50對準為止， 於本較佳實施例中，可驅動下板7位移進行位置補償；以及 細對位及位置誤差補償程序，其是以高倍率影像判斷手段進行細對位，並於判斷 任一細對位下標記51'相對於所對應的細對位上標記51有位置誤差時，即驅動上、下板67 中的任一位移以進行位置補償，其中，是以數個高倍率影像擷取器30分別擷取上板6各較 小的細對位上標記51處的影像，並傳送至控制組件4的處理器中，由其處理器以內建的影 像分析處理程序判斷各細對位下標記51'是否都與所對應的細對位上標記51對準，在本較 佳實施例中，是以一細對位上標記51的形心坐標與所對應細對位下標記51'的形心坐標來 判斷該細對位上標記51與所對應細對位下標記51'兩者是否對準，當兩者的形心坐標相同 時，即表示該細對位上標記51與所對應細對位下標記51'兩者對準，經判斷任一細對位下 標記51'未與所對應的細對位上標記51對準時，由處理器計算出各細對位下標記51'相對 於所對應的細對位上標記51的偏移量，接著由處理器內建驅動程序驅動可移動的板(上板 或下板)位移進行位置補償，直至各細對位下標記51'與相對應的細對位上標記51對準為 止，於本較佳實施例中，是驅動下板7位移進行位置補償，並經判斷各細對位下標記51'與 相對應細對位上標記51對準時，即表示該上、下板67已達到精密對位。
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之後，待上、下板67進行加工程序完成後，再進一步判斷是否有下一組上、下板67 進行精密對位，如此，反覆循環，直至結束。 前述中，處理器計算各預對位下標記50'相對於所對應的預對位上標記50的偏移 量，以及各細對位下標記51'相對於所對應的細對位上標記51的偏移量時，是通過幾何運 算技術手段，求得上、下板67各預對位下標記50'及細對位下標記51'的形心坐標與相對 應的預對位上標記50、細對位上標記51的形心坐標間的X方向、Y方向位置偏差量以及角 度偏差量，接著由處理器內建的驅動程序依據前述的位置偏差量及角度偏差量，驅動可移 動的板(上板或下板)移動或轉動進行位置的修正。 在本較佳實施例中，預對位及位置誤差補償程序是以各預對位下標記50'的形心 坐標及所對應的預對位上標記50的形心坐標來判斷上、下板67間的偏移量；細對位及位置 誤差補償程序是以各細對位下標記51'的形心坐標及所對應的細對位上標記51的形心坐 標來判斷上、下板67間的偏移量，然而，可供判斷上、下標記間的偏移量的方法尚有多種， 因此不應以本較佳實施例所述的特定態樣而囿限的。 綜上所述，本發明通過前述兩段式上下板影像精密對位方法及裝置，其是令預對 位及細對位採取同一的方法、同一類對位標記僅大小尺寸不同，以及使用相同的影像判斷 處理方法，故在執行上具有高度的方便性，故能提供一項執行簡便且高準確度的方法及裝置。 再者，本發明是先以低倍率影像判斷手段進行上、下板的預對位上標記及預對位 下標記間的預對位，並作初步的位置補償，接著再以高倍率影像判斷手段進行上、下板的細 對位上標記、細對位下標記間的細對位及必要位置補償，使該上、下板間可以快速且高精確 度地完成精密對位作業，且因其執行速度快，並可大幅縮短其精密對位的時間，縮短上下板 的製程作業時間，提升生產效率，因此，本發明在所屬領域確可提供一項極具產業利用價值 的精密對位方法及裝置。
權利要求
一種兩段式上下板影像精密對位方法，其特徵在於，是對上、下板先行提供一組複合標記，該複合標記包含有設於上板預定位置處的數個預對位上標記及數個細對位上標記，以及設於下板預定位置處的數個預對位下標記及數個細對位下標記，該精密對位方法的執行程序是包含確認上板及下板是否進入啟始對位位置；預對位及位置誤差補償程序，是以低倍率影像判斷手段進行上下板間的預對位，且於判斷下板的各預對位下標記與上板相對應的預對位上標記有位置誤差時，令上、下板中的任一位移而進行位置補償，直至每一預對位下標記分別與相對應的預對位上標記對準；細對位及位置誤差補償程序，是以高倍率影像判斷手段進行上下板間的細對位，且於判斷下板的各細對位下標記與上板相對應的細對位上標記有位置誤差時，令上、下板中的任一位移進行位置補償，直至每一細對位下標記分別與上板相對應的細對位上標記對準，完成上下板間的精密對位。
2. 如權利要求l所述的兩段式上下板影像精密對位方法，其特徵在於，其中 預對位及位置誤差補償程序中，是以數個低倍率影像擷取器分別擷取上板各預對位上標記處的影像，並通過控制組件以其處理器內建的影像分析處理程序依據該影像判斷各預 對位下標記是否完全與所對應的預對位上標記對準，經判斷任一預對位下標記未完全與所 對應的預對位上標記對準時，由處理器計算出預對位下標記相對於所對應的預對位上標記 的偏移量，進而由處理器內建的驅動程序驅動上、下板中的任一位移進行位置補償，直至各 預對位下標記都與所對應的預對位上標記對準；細對位及位置誤差補償程序中，是以數個高倍率影像擷取器分別擷取上板各細對位 上標記處的影像，並通過控制組件以其處理器內建的影像分析處理程序判斷各細對位下標 記是否完全與所對應的細對位上標記對準，經判斷任一細對位下標記未完全與所對應的細 對位上標記對準時，由處理器計算出各細對位下標記相對於所對應的細對位上標記的偏移 量，接著由處理器內建的驅動程序驅動上、下板中的任一位移進行位置補償，直至各細對位 下標記都與所對應的細對位上標記對準。
3. —種兩段式上下板影像精密對位裝置，其特徵在於，其包含 一承載組件，其包含一承載平臺及一用以驅動承載平臺位移的驅動器； 一預對位取像組件，其包含數個低倍率影像擷取器，該數個低倍率影像擷取器分別裝設於該承載平臺上方的預對位置處；一細對位取像組件，其包含數個高倍率影像擷取器，該數個高倍率影像擷取器分別裝 設於該承載平臺上方的細對位置處；以及一控制組件，其包含一內建有影像分析程序以及驅動控制程序的處理器，該控制組件 分別電性連接該承載組件的驅動器、預對位取像組件以及細對位取像組件。
4. 如權利要求3所述的兩段式上下板影像精密對位裝置，其特徵在於，其中，該數個高 倍率影像擷取器分別配置於各低倍率影擷取器側邊。
5. 如權利要求3或4所述的兩段式上下板影像精密對位裝置，其特徵在於，其中，該控 制組件尚包含一顯示器，該顯示器電性連接該處理器。
全文摘要
本發明是一種兩段式上下板影像精密對位方法及其裝置，該影像精密對位裝置主要是包括一承載平臺、一組預對位取像組件、一組細對位取像組件以及一內建影像分析程序及驅動控制程序的控制組件，該影像精密對位方法是先提供一組複合標記，該複合標記包含有設於上板的數個預對位上標記及數個細對位上標記，以及設於下板的數個預對位下標記及數個細對位下標記，之後，於確認上下板進入啟始對位位置後，先以低倍率影像判斷及位置補償手段進行上下板間的快速預對位，接著再以高倍率影像判斷及位置補償手段進行上下板間的精密對位，藉此兩段式影像精密對位的機制，使其在上下板間對位控制過程，具有對位快速而精密且操作便利等功效。
文檔編號G03F9/00GK101738881SQ20081017647
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者劉冠志, 張成仲, 林崇田 申請人:財團法人金屬工業研究發展中心