JP2014163710A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータの負担を軽減しつつ、目標位置を確実かつ正確に特定して処理する。
【解決手段】検査対象基板２０の撮像データＤｐと基準画像データＤ０とに基づく画像マッチング処理によって撮像データＤｐの画像における位置特定用マークの像を特定すると共に、特定した像によって指定されている基準位置を特定する処理部９と、基準位置に基づいて目標位置を特定して検査処理を実行する測定部６および処理部９とを備え、記憶部１０が、円形領域内とその周囲とで画素値が相異し、かつ円形領域の大きさが互いに相異するＮａ個の基準画像データＤ０、正方形領域内とその周囲とで画素値が相異し、かつ正方形領域の大きさが互いに相異するＮｂ個の基準画像データＤ０、および十字形領域内とその周囲とで画素値が相異し、かつ十字形領域の大きさが互いに相異するＮｃ個の基準画像データＤ０を記憶している。
【選択図】図１

Description

本発明は、処理対象基板上に設けられた位置特定用マークに基づいて目標位置を特定すると共に、特定した目標位置に対して予め規定された処理を実行する基板処理装置に関するものである。

基板製造装置や基板検査装置などの基板処理装置では、処理対象基板に規定された目標位置に対する正確な処理（加工処理や検査処理）を実行可能とするために、処理対象基板をカメラ（撮像部）によって撮像し、基板上に設けられている位置特定用マーク（フィデューシャルマーク）を検出して上記の目標位置を特定する構成が採用されている。例えば、特開２００３−１５６３１１号公報には、処理対象基板にレーザ加工機によって複数の孔を形成する際にアライメントマーク（フィデューシャルマーク：位置特定用マーク）を検出して孔の形成位置（目標位置）を特定する構成（以下、「マーク検出装置」ともいう）が開示されている。

このマーク検出装置によって、レーザ加工機による孔の形成位置（加工位置）を特定する際には、まず、アライメントマークを検出するためのテンプレート（検出用基準画像）の登録作業を実施する。具体的には、処理対象のプリント基板（アライメントマークが正常に形成されたテンプレート取得用の良品基板）をＸＹステージ上に載置する。次いで、ＸＹステージを任意のＸ−Ｙ方向に移動させることによってカメラの画界内にアライメントマークを位置させる。続いて、取り込みボタンを操作してＸＹステージ上のプリント基板を撮像する。これにより、カメラから出力される撮像データの画像（プリント基板におけるアライメントマークの周囲の画像）がモニタに表示される。

次いで、テンプレート登録ボタンを操作することによってモニタ内にカーソルを表示させた後に、モニタに表示されている画像におけるアライメントマークの像（以下、単に「アライメントマーク」ともいう）を囲む矩形状の領域（以下、「矩形領域」ともいう）をマウス操作によって指定する。これにより、オペレータによって指定された矩形領域内の画像（アライメントマーク）がテンプレートとして登録され、孔開け処理の準備作業が完了する。

一方、レーザ加工機による孔開け処理に際しては、まず、加工対象のプリント基板に設けられているアライメントマークを検出する。この場合、このマーク検出装置では、アライメントマークを手動操作で検出させるユーザモード、およびアライメントマークを自動検出させる自動運転モードのいずれかでアライメントマークを検出する構成が採用されている。一例として、ユーザモードが選択されている状態においては、検出ボタンが操作されたときに、画像処理装置が、カメラによって撮像されたプリント基板の撮像データと、上記の登録作業によって登録したテンプレートとを用いたパターンマッチングを実行することによって撮像データの画像内からアライメントマークを検出する。

なお、このマーク検出装置では、上記のテンプレートを用いたパターンマッチングによって検出されるアライメントマークを対象として、補助的に登録されている４つのテンプレートを用いた検出結果良否判定が行われるが、この判定処理に関する説明を省略する。次いで、画像処理装置は、検出したアライメントマークの中心を特定すると共に、特定した中心を示す位置にクロスカーソルを表示させて、アライメントマークの中心にクロスカーソルが表示されているか否かをオペレータに確認させる。これにより、アライメントマークによって示されている基準位置が特定される。この後、レーザ加工機が、特定された基準位置（アライメントマークの中心位置）に基づいて孔の形成位置（目標位置）を特定すると共に、特定した位置に向けてレーザービームを照射することによってプリント基板に複数の孔を順次形成する。これにより、処理対象基板の加工処理が完了する。

特開２００３−１５６３１１号公報（第４−５頁、第１−１７図）

ところが、従来のマーク検出装置には、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、従来のマーク検出装置では、アライメントマークを検出するためのテンプレートとして、良品のプリント基板を撮像した撮像データの画像のうちのオペレータによって指定される矩形領域内の画像を登録してこれを使用する構成が採用されている。

この場合、この種の装置の操作に不慣れなオペレータがテンプレートの登録作業を実施したときには、アライメントマークを囲むように矩形領域を指定すべきところ、アライメントマークの一部が矩形領域内に含まれないようなマウス操作が行われることがある。このように指定された矩形領域内の画像がテンプレートとして登録されたときには、テンプレート内のマークが不完全な形状となる結果、加工処理に際して、処理対象のプリント基板に設けられているアライメントマークをパターンマッチングによって検出できなかったり、アライメントマークではないもの（例えば、配線パターンの像等）をアライメントマークであると誤って検出したりするおそれがある。

かかる場合には、処理すべき目標位置を特定できなかったり、本来的な目標位置とは相違する位置を目標位置と誤って特定したりすることとなり、レーザ加工機による孔の形成処理に際して、目標位置に確実かつ正確に孔を形成するのが困難となる。したがって、従来のマーク検出装置を使用したプリント基板の加工に際しては、上記のような不具合が生じることのないように、テンプレートの登録に際して慎重な作業が必要となっており、これに起因して、プリント基板に対する処理（レーザ加工機による孔開け）の準備作業が非常に煩雑となっているという問題点がある。

本発明は、かかる解決すべき問題点に鑑みてなされたものであり、オペレータの負担を軽減しつつ、目標位置を確実かつ正確に特定して処理し得る基板処理装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の基板処理装置は、処理対象基板上に規定された目標位置に対して予め規定された処理を実行する第１処理部と、前記処理対象基板を撮像して撮像データを出力する撮像部と、前記処理対象基板における前記目標位置を特定可能に当該処理対象基板上に設けられた位置特定用マークを画像マッチング処理によって検出するための検出用基準画像の画像データを記憶する記憶部と、前記第１処理部による前記予め規定された処理の実行に先立ち、前記撮像部を制御して前記処理対象基板を撮像させ、かつ当該撮像部から出力される前記撮像データおよび前記記憶部に記憶されている前記検出用基準画像の前記画像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定すると共に、特定した当該位置特定用マークの像によって指定されている基準位置を特定する基準位置特定処理を実行する第２処理部とを備え、前記第１処理部が、前記第２処理部によって特定された前記基準位置に基づいて前記目標位置を特定して前記予め規定された処理を実行する基板処理装置であって、前記記憶部は、円形の領域内における画素の画素値と当該円形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該円形の領域の大きさが互いに相異するＮａ個（Ｎａは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第１グループ、正方形の領域内における画素の画素値と当該正方形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該正方形の領域の大きさが互いに相異するＮｂ個（Ｎｂは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第２グループ、および十字形の領域内における画素の画素値と当該十字形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該十字形の領域の大きさが互いに相異するＮｃ個（Ｎｃは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第３グループのうちの少なくとも１つのグループの当該画像データを記憶し、前記第２処理部は、前記基準位置特定処理において、前記少なくとも１つのグループの前記各画像データおよび前記撮像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定する。

また、請求項２記載の基板処理装置は、請求項１記載の基板処理装置において、前記記憶部は、前記第１グループ、前記第２グループおよび前記第３グループのうちの少なくとも２つのグループの前記画像データを記憶し、前記第２処理部は、前記基準位置特定処理において、前記少なくとも２つのグループのうちの指定された１つの前記各画像データおよび前記撮像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定する。

さらに、請求項３記載の基板処理装置は、請求項１または２記載の基板処理装置において、前記記憶部は、前記第１グループの前記画像データ、前記第２グループの前記画像データ、および前記第３グループの前記画像データのすべてを記憶している。

また、請求項４記載の基板処理装置は、請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１処理部は、前記目標位置に検査用プローブをプロービングさせると共に当該検査用プローブを介して前記処理対象基板としての検査対象基板に入出力させた電気的信号と検査用基準データとに基づいて当該検査対象基板の良否を検査する基板検査処理を前記予め規定された処理として実行する。

請求項１記載の基板処理装置では、円形の領域内における画素の画素値と円形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を検出用画像とする画像データであって円形の領域の大きさが互いに相異するＮａ個の画像データからなる第１グループ、正方形の領域内における画素の画素値と正方形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を検出用画像とする画像データであって正方形の領域の大きさが互いに相異するＮｂ個の画像データからなる第２グループ、および十字形の領域内における画素の画素値と十字形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を検出用画像とする画像データであって十字形の領域の大きさが互いに相異するＮｃ個の画像データからなる第３グループのうちの少なくとも１つのグループの画像データを記憶すると共に、基準位置特定処理において、少なくとも１つのグループの各画像データおよび処理対象基板を撮像した撮像データに基づく画像マッチング処理によって撮像データの画像における位置特定用マークの像を特定し、特定した位置特定用マークの像によって指定されている基準位置を特定する。

したがって、請求項１記載の基板処理装置によれば、処理対象基板の処理前（位置特定用マークの位置の特定、および特定した位置に基づく目標位置の特定）に先立ってテンプレート（検出用基準画像の画像データ）の登録作業を実施しなくて済むため、オペレータの負担を十分に軽減することができるだけでなく、「不完全な形状の像」の画像データがテンプレートとして登録されることがないため、処理対象基板に設けられている位置特定用マークを画像マッチング処理によって検出できなかったり、位置特定用マークではないもの（例えば、スルーホールや導体パターン等）を位置特定用マークであると誤って検出したりする事態を回避して、処理対象基板上の目標位置を確実かつ正確に特定して予め規定された処理を実行することができる。

また、請求項２記載の基板処理装置によれば、基準位置特定処理において、指定された１つのグループの各画像データおよび撮像データに基づく画像マッチング処理によって撮像データの画像における位置特定用マークの像を特定することにより、指定されなかったグループの検出用基準画像の画像データに基づく画像マッチング処理が実行されない分だけ、位置特定用マークを短時間で検出することができる。これにより、基準位置、および基準位置に基づいて特定される目標位置を短時間で特定することができる。

さらに、請求項３記載の基板処理装置によれば、第１グループの画像データ、第２グループの画像データ、および第３グループの画像データのすべてを記憶していることにより、この種の装置の処理対象である基板に記されている位置特定用マークの多くを、記憶部に記憶させた検出用基準画像の画像データに基づいて特定することができるため、テンプレート（検出用基準画像の画像データ）の登録作業の実行頻度を十分に低減することができる。

また、請求項４記載の基板処理装置によれば、目標位置に検査用プローブをプロービングさせると共に検査用プローブを介して処理対象基板としての検査対象基板に入出力させた電気的信号と検査用基準データとに基づいて検査対象基板の良否を検査する基板検査処理を予め規定された処理として実行するように第１処理部を構成したことにより、目標位置の良否を確実かつ正確に検査することができる。

基板検査装置１の構成を示す構成図である。 検査対象基板２０の平面図である。 基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４について説明するための説明図である。 基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４の画像Ｇ０ｂ１〜Ｇ０ｂ４について説明するための説明図である。 基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４の画像Ｇ０ｃ１〜Ｇ０ｃ４について説明するための説明図である。 カメラ４から出力された撮像データＤｐの画像Ｇｐについて説明するための説明図である。 画像ＧｐにおけるフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａの重心Ｐ０と、フィデューシャルマークＭによって示されている基準位置との関係について説明するための説明図である。

以下、基板処理装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１に示す基板検査装置１は、「基板処理装置」の一例である検査装置であって、基板保持部２、移動機構３ａ，３ｂ、カメラ４、検査用プローブ５ａ，５ｂ、測定部６、操作部７、表示部８、処理部９および記憶部１０を備え、「予め規定された処理」の一例である「検査対象基板２０に対する電気的検査処理（「基板検査処理」の一例：以下、単に「検査処理」ともいう）」を実行可能に構成されている。

この場合、検査対象基板２０は、「処理対象基板」の一例であって、図２に示すように、この検査対象基板２０には、スルーホール２１および導体パターン２２などが形成されると共に不図示の各種電子部品が実装され、かつ複数の検査ポイントＰ（導体パターンや、搭載部品の接続端子上の１点）が規定されている。また、一例として、検査対象基板２０の４つの角部には、各検査ポイントＰの位置を特定するための円形のフィデューシャルマークＭがそれぞれ設けられている。なお、本例では、検査対象基板２０上における上記の各検査ポイントＰの位置が「処理対象基板上に規定された目標位置」に相当すると共に、各フィデューシャルマークＭが「処理対象基板上に設けられた位置特定用マーク」に相当する。なお、この種の基板には、円形、正方形および十字形のうちのいずれかの図柄がフィデューシャルマーク（位置特定用マーク）として記されることが多く、フィデューシャルマークとしてその他の形状の図柄が記されることもあるが、その数はそれほど多くはないのが実情である。

一方、基板保持部２は、後述するように、検査処理に際して、検査位置にセットされた検査対象基板２０を保持する。移動機構３ａ，３ｂは、処理部９の制御に従ってカメラ４および検査用プローブ５ａ，５ｂを任意のＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させることにより、検査対象基板２０上の任意の位置にカメラ４を移動させると共に、検査対象基板２０上の上記の各検査ポイントＰに検査用プローブ５ａ，５ｂをプロービングさせる。この場合、図１に示すように、本例の基板検査装置１では、一例として、移動機構３ａにカメラ４および検査用プローブ５ａが取り付けられると共に、移動機構３ｂに検査用プローブ５ｂが取り付けられている。カメラ４は、「撮像部」の一例であって、後述するように処理部９の制御に従って検査対象基板２０を撮像し、一例として１６階調グレースケールの撮像データＤｐを出力する。

検査用プローブ５ａ，５ｂは、測定ケーブルを介して測定部６に接続されると共に、上記したように移動機構３ａ，３ｂによって検査ポイントＰにプロービングさせられる。測定部６は、処理部９と相まって「第１処理部」（「第１処理部」としての「検査部」）を構成し、後述するように、処理部９の制御に従い、検査用プローブ５ａ，５ｂを介して検査対象基板２０上の検査ポイントＰ，Ｐ間に電気的信号を入出力させて物理量（電気的パラメータ：電圧値、電流値、抵抗値および位相等）を測定して測定データＤｓを生成し、生成した測定データＤｓを処理部９に出力する。操作部７は、基板検査装置１の動作条件（検査条件）を設定操作するための複数の操作スイッチや、表示部８の前面側に設けられたタッチパネル（「ポインティングデバイス」の一例）を備え、操作スイッチのスイッチ操作やタッチパネルのタッチ操作に応じた操作信号を処理部９に出力する。表示部８は、処理部９の制御に従い、各種の表示画面を表示する。

処理部９は、基板検査装置１を総括的に制御する。具体的には、処理部９は、「第２処理部」に相当し、後述するように、記憶部１０に記憶されている基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４，Ｄ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４，Ｄ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４（図３〜５参照）と、カメラ４を制御して撮像させた検査対象の検査対象基板２０の撮像データＤｐとに基づき、画像マッチング処理によって撮像データＤｐの画像Ｇｐ（図６参照）内からフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａ（図６参照）を検出する。また、処理部９は、検出したフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを対象とする画像解析処理を実行して、そのフィデューシャルマークＭによって示されている基準位置を特定すると共に、特定した基準位置と検査手順データＤ１とに基づいて各検査ポイントＰの位置を特定する。

さらに、処理部９は、「第１処理部」として機能して、移動機構３ａ，３ｂを制御して検査用プローブ５ａ，５ｂを任意の検査ポイントＰ，Ｐにそれぞれプロービングさせると共に、測定部６を制御して上記の物理量の測定処理を実行させる。また、処理部９は、測定部６から出力される測定データＤｓと、記憶部１０に記憶されている検査用基準データＤ２とに基づき、検査用プローブ５ａ，５ｂをプロービングさせている検査ポイントＰ，Ｐの良否を判別する。記憶部１０は、「記憶部」の一例であって、基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４，Ｄ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４，Ｄ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４（「検出用基準画像の画像データ」の一例：これらを区別しないときには「基準画像データＤ０」ともいう）や、検査対象基板２０を検査するための検査手順データＤ１、および検査用基準データＤ２などを記憶する。

この場合、本例では、図３に示す基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４の４つの基準画像データＤ０が「第１グループの画像データ」に相当し（「Ｎａ＝４」個の例）、図４に示す基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４の４つの基準画像データＤ０が「第２グループの画像データ」に相当し（「Ｎｂ＝４」個の例）、かつ、図５に示す基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４の４つの基準画像データＤ０が「第３グループの画像データ」に相当する（「Ｎｃ＝４」個の例）。具体的には、基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４は、「円形の領域（図３において網線で塗り潰した領域）」内における画素の画素値（一例として、黒色）と、「円形の領域」の周囲（網線で塗り潰した領域の周囲）における画素の画素値（一例として白色）とが相異する「検出用画像」としての画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４のモノクロ画像データ（２値画像データ）であって、「円形の領域」の大きさが互いに相異し、その外形が相似形となっている。

また、基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４は、「正方形の領域（図４において網線で塗り潰した領域）」内における画素の画素値（一例として、黒色）と、「正方形の領域」の周囲（網線で塗り潰した領域の周囲）における画素の画素値（一例として白色）とが相異する「検出用画像」としての画像Ｇ０ｂ１〜Ｇ０ｂ４のモノクロ画像データ（２値画像データ）であって、「正方形の領域」の大きさが互いに相異し、その外形が相似形となっている。また、基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４は、「十字形の領域（図５において網線で塗り潰した領域）」内における画素の画素値（一例として、黒色）と、「十字形の領域」の周囲（網線で塗り潰した領域の周囲）における画素の画素値（一例として白色）とが相異する「検出用画像」としての画像Ｇ０ｃ１〜Ｇ０ｃ４のモノクロ画像データ（２値画像データ）であって、「十字形の領域」の大きさが互いに相異し、その外形が相似形となっている。

この基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４，Ｄ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４，Ｄ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４は、一例として、パーソナルコンピュータ等を用いた作図によって生成された画像データであって、基板検査装置１の納品に先立って製造者によって記憶部１０に記憶させられたり、基板検査装置１の動作プログラム（動作用のデータ）の一部として光ディスクやリムーバブルメモリ等の記録媒体に記録された状態で配布されて販売者や利用者によって記憶部１０に記憶させられたり、販売者や利用者によって図示しないデータサーバーからダウンロードされて記憶部１０に記憶させられたりする。なお、各基準画像データＤ０の生成方法は、パーソナルコンピュータ等を用いた作図に限定されず、例えば、良品基板を撮像して取得した基準画像データＤ０ａ４，Ｄ０ｂ４，Ｄ０ｃ４の画像サイズをそれぞれ縮小して基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ３，Ｄ０ｂ１〜Ｄ０ｂ３，Ｄ０ｃ１〜Ｄ０ｃ３を生成することもできる。

この基板検査装置１による検査対象基板２０の検査処理に際しては、まず、検査対象基板２０を基板保持部２に保持させる。次いで、操作部７の検査開始スイッチを操作する。この際に、処理部９は、「基準位置特定処理」を開始し、一例として、「フィデューシャルマークの種類を選択して下さい」とのメッセージと共に、「円形のフィデューシャルマークの画像（一例として、基準画像データＤ０ａ４の画像Ｇ０ａ４）が記されたボタン」、「正方形のフィデューシャルマークの画像（一例として、基準画像データＤ０ｂ４の画像Ｇ０ｂ４）が記されたボタン」、「十字形のフィデューシャルマークの画像（一例として、基準画像データＤ０ｃ４の画像Ｇ０ｃ４）が記されたボタン」、および「［その他」との文字列が記されたボタン」を表示部８に表示させる。

この際に、「その他」が選択されたときには、一例として、従来のマーク検出装置における「テンプレートの登録」と同様の処理によって事前に登録された（記憶部１０に記憶された）基準画像データＤ０を、後述する「画像マッチング処理」時に使用する旨が設定される。なお、テンプレートの登録作業については、従来のマーク検出装置において実施される前述の登録作業と同様のため、その説明を省略する。一方、本例では、検査対象基板２０に円形のフィデューシャルマークＭが記されていることを認識しているオペレータが「円形のフィデューシャルマーク」を選択する。これにより、後述する「画像マッチング処理」に際して、図３に示す基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４を使用する旨が設定される。

次いで、処理部９は、移動機構３ａを制御することにより、一例として、検査対象基板２０の４つの角部のうちの左上の角部（左上の角部に設けられたフィデューシャルマークＭが存在するべき位置）にカメラ４を移動させる。続いて、処理部９は、カメラ４を制御して検査対象基板２０を撮像させる。これにより、検査対象基板２０における左上の角部を撮像した撮像データＤｐがカメラ４から出力される。これに応じて、処理部９は、図６に示すように、撮像データＤｐの画像Ｇｐを表示部８に表示させると共に、この撮像データＤｐ、および記憶部１０に記憶されている基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４（オペレータによって選択されたグループの基準画像データＤ０）に基づく「画像マッチング処理」を実行する。

この場合、前述したように、この種の「基板処理装置」の処理対象（本例では、検査対象）の基板には、円形、正方形および十字形のうちのいずれかの図柄がフィデューシャルマークとして記されたものが多く、そのなかでも、本例の検査対象基板２０におけるフィデューシャルマークＭのような円形の図柄がフィデューシャルマークとして記されたものが多い。しかしながら、「円形のフィデューシャルマーク」のなかにも、小さな円形から大きな円形まで各種サイズの「フィデューシャルマーク」が存在する。同様にして、「正方形のフィデューシャルマーク」にも、小さな正方形から大きな正方形まで各種サイズの「フィデューシャルマーク」が存在し、「十字形のフィデューシャルマーク」にも、小さな十字形から大きな十字形まで各種サイズの「フィデューシャルマーク」が存在する。

また、例えば、「円形のフィデューシャルマーク」が記されている基板だけを処理対象とする場合であっても、その基板に対するカメラ４の位置（基板とカメラとの離間距離）が変化したり、カメラ４の撮像倍率が変化したりしたときには、カメラ４の画角内に占める「フィデューシャルマーク」の大きさ、すなわち、撮像データの画像に占める「フィデューシャルマーク」の像の大きさが変化することとなる。

このため、一例として、基準画像データＤ０ａ４だけを記憶部１０に記憶させた状態で「基準位置特定処理」を実行したときには、検査対象基板２０からカメラ４が遠く離れた状態であったり、カメラ４の撮像倍率が小さ過ぎたりしたときに、撮像データＤｐおよび基準画像データＤ０ａ４に基づく「画像マッチング処理」に際して、基準画像データＤ０ａ４の画像Ｇ０ａ４に対するマッチング率が十分に高い像が撮像データＤｐの画像Ｇｐ内に見付からず、画像ＧｐからフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを検出できないおそれがある。

したがって、本例の基板検査装置１では、小さな円形の図柄で構成された画像Ｇ０ａ１の基準画像データＤ０ａ１から、大きな円形の図柄で構成された画像Ｇ０ａ４の基準画像データＤ０ａ４まで多種類（本例では、「Ｎａ＝４」種類）の「検出用基準画像の画像データ」を記憶部１０に予め記憶させておき、各基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４と撮像データＤｐの画像Ｇｐとのマッチングを個別に確認することによって、画像Ｇｐ内にフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａが存在するか否かを特定する構成が採用されている。

具体的には、処理部９は、一例として、まず、記憶部１０から基準画像データＤ０ａ１を読み出すと共に、この基準画像データＤ０ａ１の画像Ｇ０ａ１と、カメラ４から出力された撮像データＤｐの画像Ｇｐとに基づき、画像マッチング処理（正規化相関処理）を実行して画像Ｇｐ内にフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａが存在するか否かを判別する。より具体的には、処理部９は、まず、撮像データＤｐの画像を２値化すると共に、２値化した画像Ｇｐ内に、画像Ｇ０ａ１内の円形の像とのマッチング率が予め規定されたマッチング率（一例として、９５％以上）の像が存在するか否かを検索する。

この場合、本例とは相異するが、画像Ｇ０ａ１内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約９５％以上（例えば９８％）であったときには、処理部９は、以下に説明する基準画像データＤ０ａ２〜Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ２〜Ｇ０ａ４と画像Ｇｐとの画像マッチング処理を実行することなく、その像Ｇｐａを「フィデューシャルマークＭの像」であると特定する。一方、この例では、画像Ｇ０ａ１内の円形の像のような小さな円形の像（マッチング率が９５％以上の像）が画像Ｇｐ内に存在しないと判別し、処理部９は、記憶部１０から基準画像データＤ０ａ２を読み出すと共に、その画像Ｇ０ａ２と、撮像データＤｐの画像Ｇｐとに基づき、画像マッチング処理を実行する。

この際に、処理部９は、画像Ｇ０ａ１内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約９０％（予め規定されたマッチング率よりも低いマッチング率の例）であると判別する。また、処理部９は、フィデューシャルマークＭの像Ｇｐａと同程度の大きさの円形の像Ｇｐｂ（スルーホール２１の像：図６参照）については、画像Ｇ０ａ１内の円形の像に対するマッチング率が約２０％であると判別する。なお、このスルーホール２１の像Ｇｐｂについては、フィデューシャルマークＭの像Ｇｐａよりもマッチング率が低いため、以下の説明において、この像Ｇｐｂについての説明を省略する。

この場合、本例とは相異するが、画像Ｇ０ａ２内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約９５％以上（例えば９８％）であったときには、処理部９は、以下に説明する基準画像データＤ０ａ３，Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ３，Ｇ０ａ４と画像Ｇｐとの画像マッチング処理を実行することなく、その像Ｇｐａを「フィデューシャルマークＭの像」であると特定する。一方、本例では、画像Ｇ０ａ２内の円形の像に対するマッチング率が９５％以上の像が画像Ｇｐ内に存在しないため、処理部９は、記憶部１０から基準画像データＤ０ａ３を読み出すと共に、その画像Ｇ０ａ３と、撮像データＤｐの画像Ｇｐとに基づき、画像マッチング処理を実行する。

この際には、画像Ｇ０ａ３内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約７０％（予め規定されたマッチング率よりも低いマッチング率の他の例）であると判別すると共に、マッチング率が９５％以上の像が画像Ｇｐ内に存在しないと判別する。なお、本例とは相異するが、画像Ｇ０ａ３内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約９５％以上（例えば９８％）であったときには、処理部９は、以下に説明する基準画像データＤ０ａ４の画像Ｇ０ａ４と画像Ｇｐとの画像マッチング処理を実行することなく、その像Ｇｐａを「フィデューシャルマークＭの像」であると特定する。

一方、画像Ｇ０ａ３内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が９５％以上の像が画像Ｇｐ内に存在しないと判別した本例では、処理部９は、記憶部１０から基準画像データＤ０ａ４を読み出すと共に、その画像Ｇ０ａ４と、撮像データＤｐの画像Ｇｐとに基づき、画像マッチング処理を実行する。この際には、画像Ｇ０ａ４内の円形の像に対する像Ｇｐａのマッチング率が約５０％（予め規定されたマッチング率よりも低いマッチング率のさらに他の例）であると判別する。

続いて、各基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４とのマッチング率が９５％以上の像が画像Ｇｐ内に存在しなかったこの例では、処理部９は、画像Ｇｐ内において各画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４のいずれかの像とのマッチング率が最も高かった像（この例では、画像Ｇ０ａ２の像とのマッチング率が約９０％の像Ｇｐａ）を「フィデューシャルマークＭの像」であるとし、画像マッチング処理による「フィデューシャルマークＭの像」の特定を完了する。

なお、上記の例とは相異するが、「検査対象基板」に「正方形のフィデューシャルマーク」が記されている場合には、「基準位置特定処理」の開始直後に表示される前述の表示画面において「正方形のフィデューシャルマーク」が選択され、「画像マッチング処理」に際しては、図４に示す基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４の画像Ｇ０ｂ１〜Ｇ０ｂ４と撮像データＤｐの画像Ｇｐとのマッチングが個別に確認されて「フィデューシャルマークの像」が特定される。同様にして、「検査対象基板」に「十字形のフィデューシャルマーク」が記されている場合には、「基準位置特定処理」の開始直後に表示される前述の表示画面において「十字形のフィデューシャルマーク」が選択され、「画像マッチング処理」に際しては、図５に示す基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４の画像Ｇ０ｃ１〜Ｇ０ｃ４と撮像データＤｐの画像Ｇｐとのマッチングが個別に確認されて「フィデューシャルマークの像」が特定される。

次いで、処理部９は、画像マッチング処理によって特定したフィデューシャルマークＭの像によって指定されている「基準位置」を特定する。具体的には、円形のフィデューシャルマークＭが設けられている検査対象基板２０を対象とするこの例では、処理部９は、一例として、図７に示すように、画像解析処理によってフィデューシャルマークＭの重心Ｐ０を求め、求めた重心Ｐ０の位置に対応する検査対象基板２０上の位置を「基準位置」として特定する。この後、処理部９は、検査対象基板２０の他の３つの角部に設けられているフィデューシャルマークＭについても、上記の左上の角部のフィデューシャルマークＭと同様の手順に従って「基準位置」をそれぞれ特定する。これにより、基板保持部２によって保持されている検査対象基板２０の４つの「基準位置」が特定される。

続いて、処理部９は、特定した各基準位置と、記憶部１０に記憶されている検査手順データＤ１とに基づき、検査対象基板２０上に規定された各検査ポイントＰの位置（「予め規定された処理を実行するべき目標位置」の一例）をそれぞれ特定する。また、処理部９は、移動機構３ａ，３ｂを制御して、検査対象の検査ポイントＰ，Ｐに検査用プローブ５ａ，５ｂをそれぞれプロービングさせると共に、測定部６を制御して測定処理を実行させ、測定部６から出力される測定データＤｓと検査用基準データＤ２とに基づき、その検査ポイントＰ，Ｐの良否を判定する。これにより、基板保持部２によって保持されている検査対象基板２０を対象とする検査処理が完了し、その検査結果が表示部８に表示される。

このように、この基板検査装置１では、「円形の領域」内における画素の画素値と「円形の領域」の周囲における画素の画素値とが相異する画像を「検出用画像」とする基準画像データＤ０であって「円形の領域」の大きさが互いに相異する「Ｎａ＝４」個の基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４からなる「第１グループ」、「正方形の領域」内における画素の画素値と「正方形の領域」の周囲における画素の画素値とが相異する画像を「検出用画像」とする基準画像データＤ０であって「正方形の領域」の大きさが互いに相異する「Ｎｂ＝４」個の基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４からなる「第２グループ」、および「十字形の領域」内における画素の画素値と「十字形の領域」の周囲における画素の画素値とが相異する画像を「検出用画像」とする基準画像データＤ０であって「十字形の領域」の大きさが互いに相異するＮｃ個の基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４からなる「第３グループ」のうちの少なくとも１つのグループの基準画像データＤ０を記憶すると共に、「基準位置特定処理」において、記憶部１０に記憶されている各基準画像データＤ０、および検査対象基板２０を撮像した撮像データＤｐに基づく「画像マッチング処理」によって撮像データＤｐの画像ＧｐにおけるフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを特定し、特定したフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａによって指定されている基準位置を特定する。

したがって、この基板検査装置１によれば、検査対象基板２０の検査処理前（フィデューシャルマークＭの位置の特定、および特定した位置に基づく検査ポイントＰの特定）に先立って「テンプレート（基準画像データＤ０）の登録作業」を実施しなくて済むため、オペレータの負担を十分に軽減することができるだけでなく、「不完全な形状の像」の画像データがテンプレート（基準画像データＤ０）として登録されることがないため、検査対象基板２０に設けられているフィデューシャルマークＭを画像マッチング処理によって検出できなかったり、フィデューシャルマークＭではないもの（例えば、スルーホール２１や導体パターン２２等）をフィデューシャルマークＭであると誤って検出したりする事態を回避して、検査対象基板２０上の検査ポイントＰを確実かつ正確に特定することができ、これにより、特定した検査ポイントＰに検査用プローブ５ａ，５ｂを確実かつ正確にプロービングさせて検査処理することができる。

また、この基板検査装置１によれば、「基準位置特定処理」において、指定された１つのグループの各基準画像データＤ０および撮像データＤｐに基づく「画像マッチング処理」によって撮像データＤｐの画像ＧｐにおけるフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを特定することにより、指定されなかったグループの基準画像データＤ０に基づく画像マッチング処理が実行されない分だけ、フィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを短時間で検出することができる。これにより、「基準位置」、および「基準位置」に基づいて特定される「目標位置（検査ポイントＰ）」を短時間で特定することができる。

さらに、この基板検査装置１によれば、「第１グループ」の基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４、「第２グループ」の基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４、および「第３グループ」の基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４のすべてを記憶していることにより、この種の装置の処理対象である基板に記されている「フィデューシャルマーク」の多くを記憶部１０に記憶させた基準画像データＤ０に基づいて特定することができるため、「テンプレート（基準画像データＤ０）の登録作業」の実行頻度を十分に低減することができる。

また、この基板検査装置１によれば、目標位置に検査用プローブ５ａ，５ｂをプロービングさせると共に検査用プローブ５ａ，５ｂを介して検査対象基板２０に入出力させた電気的信号と検査用基準データＤ２とに基づいて検査対象基板２０の良否を検査する「基板検査処理」を「予め規定された処理」として実行可能に「第１処理部」（本例では、測定部６および処理部９）を構成したことにより、目標位置（検査ポイントＰ）の良否を確実かつ正確に検査することができる。

なお、「基板処理装置」の構成は、上記の基板検査装置１の構成に限定されない。例えば、「予め規定された処理」としての「電気的検査処理」を実行する基板検査装置１を例に挙げて説明したが、カメラ４によって撮像した撮像データＤｐに基づく「画像検査処理」を「予め規定された処理」として実行する構成や、先行技術文献として開示した公開公報に記載されているレーザ加工装置のように処理対象基板の目標位置に予め規定された加工処理を施す構成の各種の「基板処理装置」に対して、上記の基板検査装置１における「記憶部」および「第２処理部」としての構成要素を配設することにより、基板検査装置１において奏される効果と同様の効果を奏することができる。

また、第１グループから第３グループの各グループ毎に「Ｎａ＝Ｎｂ＝Ｎｃ＝４」個の基準画像データＤ０を用意して記憶部１０に記憶させた構成を例に挙げて説明したが、「Ｎａ個」、「Ｎｂ個」および「Ｎｃ個」は、「４個」に限定されず、「２個」、「３個」または「５個以上の任意の個数」とすることができる。この場合、「Ｎａ」、「Ｎｂ」および「Ｎｃ」は同数に限定されない。さらに、「円形」、「正方形」および「十字形」のうちから選択された１つの基準画像データＤ０の画像Ｇ０を対象とする画像マッチング処理によってフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを特定する構成について説明したが、記憶部１０に記憶されているすべての基準画像データＤ０の画像Ｇ０を対象とする画像マッチング処理によってフィデューシャルマークＭの像Ｇｐａを特定する構成を採用することもできる。

また、例えば基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４の画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４と画像Ｇｐとのマッチング処理に際して、画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４のうちのいずれかに、画像Ｇｐ内の像とのマッチング率が「予め規定されたマッチング率（上記の例では９５％）」以上の像が存在するときに、残りの画像Ｇ０についての画像マッチング処理を実行せずに、その像を「フィデューシャルマークＭの像」と特定する構成を例に挙げて説明したが、Ｎａ＝４個の基準画像データＤ０のすべてを対象とする画像マッチング処理を常に実行すると共に、画像Ｇｐにおいて各画像Ｇ０とのマッチング率が最も高い像を「フィデューシャルマークＭの像」と特定する構成を採用することもできる。

さらに、円形の像が描かれた画像Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４の基準画像データＤ０ａ１〜Ｄ０ａ４（「第１グループ」の基準画像データ）、正方形の像が描かれた画像Ｇ０ｂ１〜Ｇ０ｂ４の基準画像データＤ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４（「第２グループ」の基準画像データ）、および十字形の像が描かれた画像Ｇ０ｃ１〜Ｇ０ｃ４の基準画像データＤ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４（「第３グループ」の基準画像データ）のすべてを記憶部１０に記憶させた構成の基板検査装置１を例に挙げて説明したが、「第１グループ」、「第２グループ」および「第３グループ」の各グループのうちのいずれか１つの基準画像データＤ０、または、いずか２つの基準画像データＤ０を記憶部１０に記憶させておく構成を採用することもできる。

また、測定部６および処理部９によって「第１処理部」を構成すると共に処理部９によって「第２処理部」を構成した例、すなわち、「第１処理部」および「第２処理部」の両処理部において処理部９を共用する構成を例に挙げて説明したが、「予め規定された処理」を実行する「第１処理部」と、「基準位置特定処理」を実行する「第２処理部」とを別個独立した処理部を備えて構成することもできる。

１ 基板検査装置
２ 基板保持部
３ａ，３ｂ 移動機構
４ カメラ
５ａ，５ｂ 検査用プローブ
６ 測定部
７ 操作部
８ 表示部
９ 処理部
１０ 記憶部
２０ 検査対象基板
２１ スルーホール
２２ 導体パターン
Ｄ０ａ１〜Ｄ０ａ４，Ｄ０ｂ１〜Ｄ０ｂ４，Ｄ０ｃ１〜Ｄ０ｃ４ 基準画像データ
Ｄ１ 検査手順データ
Ｄｐ 撮像データ
Ｇ０ａ１〜Ｇ０ａ４，Ｇ０ｂ１〜Ｇ０ｂ４，Ｇ０ｃ１〜Ｇ０ｃ４，画像
Ｇｐａ，Ｇｐｂ 像
Ｍ フィデューシャルマーク
Ｐ 検査ポイント
Ｐ０ 重心

Claims (4)

1. 処理対象基板上に規定された目標位置に対して予め規定された処理を実行する第１処理部と、
   前記処理対象基板を撮像して撮像データを出力する撮像部と、
   前記処理対象基板における前記目標位置を特定可能に当該処理対象基板上に設けられた位置特定用マークを画像マッチング処理によって検出するための検出用基準画像の画像データを記憶する記憶部と、
   前記第１処理部による前記予め規定された処理の実行に先立ち、前記撮像部を制御して前記処理対象基板を撮像させ、かつ当該撮像部から出力される前記撮像データおよび前記記憶部に記憶されている前記検出用基準画像の前記画像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定すると共に、特定した当該位置特定用マークの像によって指定されている基準位置を特定する基準位置特定処理を実行する第２処理部とを備え、
   前記第１処理部が、前記第２処理部によって特定された前記基準位置に基づいて前記目標位置を特定して前記予め規定された処理を実行する基板処理装置であって、
   前記記憶部は、円形の領域内における画素の画素値と当該円形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該円形の領域の大きさが互いに相異するＮａ個（Ｎａは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第１グループ、正方形の領域内における画素の画素値と当該正方形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該正方形の領域の大きさが互いに相異するＮｂ個（Ｎｂは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第２グループ、および十字形の領域内における画素の画素値と当該十字形の領域の周囲における画素の画素値とが相異する画像を前記検出用画像とする前記画像データであって当該十字形の領域の大きさが互いに相異するＮｃ個（Ｎｃは、２以上の自然数）の当該画像データからなる第３グループのうちの少なくとも１つのグループの当該画像データを記憶し、
   前記第２処理部は、前記基準位置特定処理において、前記少なくとも１つのグループの前記各画像データおよび前記撮像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定する基板処理装置。
2. 前記記憶部は、前記第１グループ、前記第２グループおよび前記第３グループのうちの少なくとも２つのグループの前記画像データを記憶し、
   前記第２処理部は、前記基準位置特定処理において、前記少なくとも２つのグループのうちの指定された１つの前記各画像データおよび前記撮像データに基づく前記画像マッチング処理によって当該撮像データの画像における前記位置特定用マークの像を特定する請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記記憶部は、前記第１グループの前記画像データ、前記第２グループの前記画像データ、および前記第３グループの前記画像データのすべてを記憶している請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記第１処理部は、前記目標位置に検査用プローブをプロービングさせると共に当該検査用プローブを介して前記処理対象基板としての検査対象基板に入出力させた電気的信号と検査用基準データとに基づいて当該検査対象基板の良否を検査する基板検査処理を前記予め規定された処理として実行する請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。

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