JP2022069967A - Distortion aberration correction processing device, distortion aberration correction method, and program - Google Patents

Distortion aberration correction processing device, distortion aberration correction method, and program Download PDF

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Abstract

To provide a distortion aberration correction processing device capable of performing distortion aberration correction with high accuracy even when an optical axis of an imaging device is slanted with respect to the surface of the object to be measured.SOLUTION: A storage unit stores distortion aberration correction information showing the relationship between a coordinate correction factor that corrects the coordinates on the image plane and a distance from a reference point for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from the reference point of the image plane of an imaging device. A processing unit selects at least one section from the plurality of sections on the basis of the coordinates in the image plane of a point to be corrected, determines the coordinate correction factor on the basis of the distortion aberration correction information for the selected section and the distance from the reference point to the point to be corrected, and corrects the coordinates of the point to be corrected on the basis of the determined coordinate correction factor.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、歪曲収差補正処理装置、歪曲収差補正方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a distortion aberration correction processing device, a distortion aberration correction method, and a program.

インクジェットヘッドから対象物にインクを着弾させて描画するインクジェット装置、対象物にレーザビームを入射させて穴明け加工を行うレーザ加工装置、対象物である半導体基板にレーザビームを入射せてアニールを行うレーザアニール装置等において、対象物に設けられているアライメントマークを検出して対象物の位置決めが行われる。このとき、アライメントマークが写された画像の画像処理を行うことにより、アライメントマークの位置を検出する。 An inkjet device that draws ink by landing ink on an object from an inkjet head, a laser processing device that performs drilling by injecting a laser beam onto an object, and an annealing device by injecting a laser beam onto a semiconductor substrate that is an object. In a laser annealing device or the like, the alignment mark provided on the object is detected to position the object. At this time, the position of the alignment mark is detected by performing image processing on the image on which the alignment mark is copied.

アライメントマークの位置を高精度に検出するために、レンズの歪曲収差を補正することが好ましい(例えば、下記の特許文献1)。特許文献1に開示された歪曲収差補正方法では、像面の原点から歪み後の像までの距離(像高)を歪み前の距離に直す関数として5次元の多項補正式を設定している。この多項方程式を用いて、歪み後の距離を歪み前の距離に補正している。 In order to detect the position of the alignment mark with high accuracy, it is preferable to correct the distortion of the lens (for example, Patent Document 1 below). In the distortion correction method disclosed in Patent Document 1, a five-dimensional polynomial correction formula is set as a function for correcting the distance (image height) from the origin of the image plane to the image after distortion to the distance before distortion. Using this multinomial equation, the distance after distortion is corrected to the distance before distortion.

特開2001-133223号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-133223

測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになると、像面の原点を中心とした周方向の位置によって、歪を補正すべき量が変化する。ところが、特許文献1に開示された補正方法では、像面の原点からの距離のみによって歪の補正を行っているため、撮像装置の光軸が斜めになった状態では高精度に歪曲収差の補正を行うことができない。 When the optical axis of the image pickup device is slanted with respect to the surface of the object to be measured, the amount of distortion to be corrected changes depending on the position in the circumferential direction about the origin of the image plane. However, in the correction method disclosed in Patent Document 1, since the distortion is corrected only by the distance from the origin of the image plane, the distortion is corrected with high accuracy when the optical axis of the image pickup apparatus is tilted. Can't do.

本発明の目的は、測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになっている状態でも高精度に歪曲収差補正を行うことが可能な歪曲収差補正処理装置、歪曲収差補正方法、及びプログラムを提供することである。 An object of the present invention is a distortion aberration correction processing device capable of performing distortion aberration correction with high accuracy even when the optical axis of the imaging device is slanted with respect to the surface of the object to be measured, a distortion aberration correction method, and the like. And to provide a program.

本発明の一観点によると、
撮像装置の像面の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、前記像面における座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が記憶されている記憶部と、
補正対象箇所の前記像面内における座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定し、決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する処理部と
を備えた歪曲収差補正処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention
The relationship between the coordinate correction factor for correcting the coordinates on the image plane and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point on the image plane of the image pickup apparatus. A storage unit that stores the distortion correction information shown, and
At least one section is selected from the plurality of sections based on the coordinates of the correction target portion in the image plane, the distortion aberration correction information for the selected section, and the distance from the reference point to the correction target location. Provided is a distortion aberration correction processing apparatus including a processing unit that determines a coordinate correction factor based on the above and corrects the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor.

本発明の他の観点によると、
撮像装置の像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内での座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて、測定対象物を撮像し、
前記像面内の座標の補正を行う補正対象箇所を決定し、
前記補正対象箇所の前記像面内の位置に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定し、
決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する歪曲収差補正方法が提供される。
According to another aspect of the invention
The relationship between the coordinate correction factor that corrects the coordinates in the image and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point in the image plane of the image pickup apparatus. Using an image pickup device whose distortion aberration correction information is known, an image of the object to be measured is imaged.
The correction target location for correcting the coordinates in the image plane is determined, and the correction target location is determined.
At least one section is selected from the plurality of sections based on the position of the correction target portion in the image plane.
The coordinate correction factor is determined based on the distortion correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location.
Provided is a distortion aberration correction method for correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor.

本発明のさらに他の観点によると、
撮像装置の像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内での座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて撮像された測定対象物の画像を取得する手順と、
前記撮像装置で撮像された画像から、補正を行う補正対象箇所を決定する手順と、
前記補正対象箇所の前記像面内の座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択する手順と、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定する手順と、
決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する手順と
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
According to yet another aspect of the invention.
The relationship between the coordinate correction factor that corrects the coordinates in the image and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point in the image plane of the image pickup apparatus. The procedure for acquiring an image of a measurement object captured by an image pickup device whose distortion aberration correction information is known, and
A procedure for determining a correction target portion to be corrected from an image captured by the image pickup device, and
A procedure for selecting at least one section from the plurality of sections based on the coordinates of the correction target portion in the image plane, and a procedure for selecting at least one section from the plurality of sections.
A procedure for determining the coordinate correction factor based on the distortion correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location.
A program for causing a computer to execute a procedure for correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor is provided.

像面を複数の区画に区分し、区画のそれぞれについて設定された歪曲収差補正情報を用いて歪の補正を行うことにより、測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになっている状態でも高精度に歪曲収差補正を行うことが可能である。 By dividing the image plane into multiple sections and correcting the distortion using the distortion correction information set for each section, the optical axis of the image pickup device becomes slanted with respect to the surface of the object to be measured. It is possible to correct distortion with high accuracy even in the presence state.

図1は、実施例による歪曲収差補正処理装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a distortion aberration correction processing device according to an embodiment. 図2は、歪曲収差補正情報の内容を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the contents of distortion aberration correction information. 図3は、補正対象箇所の像面内の座標を補正する方法を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining a method of correcting the coordinates in the image plane of the correction target portion. 図4は、補正対象箇所の像面内の座標を補正する手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for correcting the coordinates in the image plane of the correction target portion. 図5Aは、行列状に並ぶ複数のマークを、テレセンレンズを用いて撮像した像の分布を示す図であり、図5Bは、マークの像の座標から、本実施例による方法を用いて算出したマークの補正後の座標を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing the distribution of images of a plurality of marks arranged in a matrix using a telesen lens, and FIG. 5B is a diagram calculated from the coordinates of the images of the marks using the method according to the present embodiment. It is a figure which shows the coordinates after correction of a mark. 図6A及び図6Bは、それぞれ撮像装置の光軸が測定対象物の表面に対して垂直である場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面内のマークの像を示す図であり、図6Cは、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。6A and 6B are in the image plane when the optical axis of the image pickup device is perpendicular to the surface of the object to be measured, when it is assumed that there is no distortion and when it is assumed that there is distortion. FIG. 6C is a diagram showing an image of the mark, and FIG. 6C is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor D x in the x direction with respect to the diagonal direction of the image plane and the distance r from the center point of the image plane. 図7A及び図7Bは、それぞれ撮像装置の光軸が測定対象物の表面に対して傾斜し得いる場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面内のマークの像を示す図であり、図7Cは、像面の4本の対角方向を区別することなく、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフであり、図7Dは、区画Q1~Q4のそれぞれを区別して、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。7A and 7B show in-plane images of the case where the optical axis of the image pickup device can be tilted with respect to the surface of the object to be measured, the case where there is no distortion, and the case where there is distortion. It is a figure which shows the image of the mark of, and FIG. 7C shows the coordinate correction factor Dx in the x direction about the diagonal direction of the image plane, and the image plane, without distinguishing the four diagonal directions of the image plane. It is a graph plotting the relationship with the distance r from the center point, and FIG. 7D distinguishes each of the sections Q1 to Q4, and shows the coordinate correction factor D x in the x direction with respect to the diagonal direction of the image plane and the image plane. It is a graph which plotted the relationship with the distance r from the center point of. 図8Aは、他の実施例によるインクジェット描画装置の概略正面図であり、図8Bは、可動テーブル、インク吐出ユニット、及び撮像装置の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 8A is a schematic front view of the inkjet drawing apparatus according to another embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing the positional relationship of the movable table, the ink ejection unit, and the image pickup apparatus in a plan view. 図9は、インクジェット描画装置で描画を行う手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for drawing with an inkjet drawing device.

図1~図9を参照して、一実施例による歪曲収差補正処理装置について説明する。
図1は、一実施例による歪曲収差補正処理装置10のブロック図である。本実施例による歪曲収差補正処理装置10は、入出力インタフェース部11、処理部12、及び記憶部13を備えている。処理部12には、例えばコンピュータが用いられる。記憶部13に、コンピュータが実行するプログラム14が格納されている。記憶部13には、さらに歪曲収差補正情報15が格納されている。歪曲収差補正情報15の内容については、後に図2を参照して説明する。記憶部13として、例えばハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)等の補助記憶装置が用いられる。
A distortion aberration correction processing device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
FIG. 1 is a block diagram of a distortion aberration correction processing device 10 according to an embodiment. The distortion aberration correction processing device 10 according to the present embodiment includes an input / output interface unit 11, a processing unit 12, and a storage unit 13. For example, a computer is used for the processing unit 12. A program 14 executed by a computer is stored in the storage unit 13. Distortion correction information 15 is further stored in the storage unit 13. The contents of the distortion aberration correction information 15 will be described later with reference to FIG. As the storage unit 13, for example, an auxiliary storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD) is used.

処理部12は、撮像装置40から入出力インタフェース部11を介して画像データを取得する。処理部12は画像解析を行うことにより、画像内のアライメントマークの像の座標を検出する。この像の座標は、レンズの歪曲収差の影響を受けて実際のアライメントマークの位置を示す実座標からずれている。処理部12は、記憶部13に格納されている歪曲収差補正情報15を用いて、像の座標を補正し、アライメントマークの実座標との誤差を小さくする。その後、補正された座標を、入出力インタフェース部11を介して制御装置50に引き渡す。制御装置50は、アライメントマークの補正後の座標に基づいて、種々の処理を行う。処理部12と制御装置50とを、共通のコンピュータで実現してもよい。この場合には、処理部12は、入出力インタフェース部11を介することなく、アライメントマークの補正後の座標を制御装置50に引き渡す。 The processing unit 12 acquires image data from the image pickup device 40 via the input / output interface unit 11. The processing unit 12 detects the coordinates of the image of the alignment mark in the image by performing image analysis. The coordinates of this image deviate from the actual coordinates indicating the position of the actual alignment mark due to the influence of the distortion of the lens. The processing unit 12 corrects the coordinates of the image by using the distortion correction information 15 stored in the storage unit 13 to reduce the error of the alignment mark from the actual coordinates. After that, the corrected coordinates are passed to the control device 50 via the input / output interface unit 11. The control device 50 performs various processes based on the corrected coordinates of the alignment mark. The processing unit 12 and the control device 50 may be realized by a common computer. In this case, the processing unit 12 passes the corrected coordinates of the alignment mark to the control device 50 without going through the input / output interface unit 11.

図2は、歪曲収差補正情報15の内容を示す図である。撮像装置40(図1)の像面41に、基準点Oを原点とするxy直交座標系が定義される。撮像装置40の画界内の物点が像面41に転写される。像面41は例えば正方形または長方形であり、基準点Oは正方形または長方形の中心である。x軸及びy軸は、像面41のいずれかの辺に平行になるように定義される。 FIG. 2 is a diagram showing the contents of the distortion aberration correction information 15. An xy orthogonal coordinate system with the reference point O as the origin is defined on the image plane 41 of the image pickup apparatus 40 (FIG. 1). An object point in the image field of the image pickup apparatus 40 is transferred to the image plane 41. The image plane 41 is, for example, a square or a rectangle, and the reference point O is the center of the square or the rectangle. The x-axis and y-axis are defined to be parallel to any side of the image plane 41.

像面41が、基準点Oから放射状に延びる複数の境界線BLで複数の区画Q1~Q4に区分されている。本実施例の場合には、基準点Oと像面41の各辺の中点とを接続する線分を境界線BLとして採用する。4本の境界線BLは、x軸の正の部分、負の部分、及びy軸の正の部分、負の部分に相当し、区画Q1~Q4は、それぞれxy座標系の第1象限~第4象限に相当する。 The image plane 41 is divided into a plurality of sections Q1 to Q4 by a plurality of boundary lines BL extending radially from the reference point O. In the case of this embodiment, a line segment connecting the reference point O and the midpoint of each side of the image plane 41 is adopted as the boundary line BL. The four boundary lines BL correspond to the positive part and the negative part of the x-axis, and the positive part and the negative part of the y-axis, and the sections Q1 to Q4 correspond to the first quadrant to the first quadrant of the xy coordinate system, respectively. Corresponds to 4 quadrants.

レンズの歪曲収差等の影響により、ある観測点に対応する像点Pの位置は、レンズに収差が無いと仮定した場合の像点Pの位置からずれる。歪曲収差補正情報15は、像点Pの座標を補正して、無収差時の像点Pの座標を得るための情報であり、x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dを含む。 Due to the influence of the distortion of the lens and the like, the position of the image point P1 corresponding to a certain observation point deviates from the position of the image point P0 when it is assumed that the lens has no aberration. The distortion correction information 15 is information for correcting the coordinates of the image point P1 to obtain the coordinates of the image point P0 at the time of no aberration, and is the coordinate correction factor D in the x direction and the coordinate correction in the y direction. Includes rate D y .

次に、区画Q1についての歪曲収差補正情報15の求め方について説明する。位置が既知の複数のマークが形成されている観測対象物を撮像装置40(図1)で撮像して画像を取得する。複数のマークは、例えば格子模様の格子点である。観測対象物の基準点となるマークの像が像面41の基準点Oに一致するまで観測対象物を移動させる。例えば、マークを撮像した画像を解析してマークの像の位置を検出し、検出結果に基づいて観測対象物を移動させることにより、基準点となるマークの像を像面41の基準点Oに一致させることができる。両者の一致の精度を高める為に、この手順を複数回繰り返してもよい。 Next, a method of obtaining the distortion aberration correction information 15 for the section Q1 will be described. An observation object having a plurality of marks whose positions are known is imaged by an image pickup apparatus 40 (FIG. 1) to acquire an image. The plurality of marks are, for example, grid points in a grid pattern. The observation object is moved until the image of the mark serving as the reference point of the observation object coincides with the reference point O of the image plane 41. For example, by analyzing the image of the mark, detecting the position of the image of the mark, and moving the observation object based on the detection result, the image of the mark serving as the reference point becomes the reference point O of the image plane 41. Can be matched. This procedure may be repeated multiple times to improve the accuracy of the match between the two.

得られた画像を解析することにより、複数のマークの像点から、基準点Oを一端とする区画Q1の対角線上に位置する複数の像点を抽出する。抽出された複数の像点のうち1つの像点をPと表記する。像点Pに対応する無収差時の像点をPと表記する。画像解析を行うことにより、像点Pの座標を求める。像点Pに対応する無収差時の像点Pの座標を(x,y)と表記し、像点Pの座標を(x,y)と表記する。x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dを、以下の式で定義する。

Figure 2022069967000002
By analyzing the obtained image, a plurality of image points located on the diagonal line of the section Q1 having the reference point O as one end are extracted from the image points of the plurality of marks. One of the extracted plurality of image points is referred to as P1. The image point at the time of no aberration corresponding to the image point P 1 is expressed as P 0 . The coordinates of the image point P1 are obtained by performing image analysis. The coordinates of the image point P 0 at the time of no aberration corresponding to the image point P 1 are expressed as (x 0 , y 0 ), and the coordinates of the image point P 1 are expressed as (x 1 , y 1 ). The coordinate correction factor D in the x direction and the coordinate correction factor D y in the y direction are defined by the following equations.
Figure 2022069967000002

x方向の座標補正率Dは、基準点Oから無収差時の像点Pまでのx方向の長さxに対する無収差時の像点Pから実際の像点Pまでのx方向の変位量x-xの比である。y方向の座標補正率Dyは、基準点Oから無収差時の像点Pまでのy方向の長さyに対する無収差時の像点Pから実際の像点Pまでのy方向の変位量y-yの比である。一般的にレンズの歪曲収差は、像面の中心において小さく、周辺部において大きい。このため、座標補正率D、Dは、基準点Oからの距離rに依存する。 The coordinate correction factor D x in the x direction is x from the image point P 0 when there is no aberration to the actual image point P 1 with respect to the length x 0 in the x direction from the reference point O to the image point P 0 when there is no aberration. It is a ratio of the amount of displacement in the direction x 1 -x 0 . The coordinate correction factor Dy in the y direction is the y direction from the image point P 0 when there is no aberration to the actual image point P 1 with respect to the length y 0 in the y direction from the reference point O to the image point P 0 when there is no displacement. It is a ratio of the displacement amount y 1 − y 0 of. Generally, the distortion of a lens is small at the center of the image plane and large at the periphery. Therefore, the coordinate correction factors D x and D y depend on the distance r from the reference point O.

横軸を基準点Oから実際の像点Pまでの距離rとし、縦軸をx方向の座標補正率Dとするグラフ上に、対角線上の複数の像点Pについての測定結果をプロットする。プロットされた複数の点の分布を近似する近似曲線を決定する。これにより、図2に示すように、区画Q1についてx方向の座標補正率Dが距離rの関数として定義される。同様に、y方向の座標補正率Dも、距離rの関数として定義される。これにより、区画Q1について、歪曲収差補正情報15が求まる。図2に示した区画Q1についての歪曲収差補正情報15のグラフにおいて、x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dの一例を、それぞれ太い実線及び細い実線で示す。 On the graph where the horizontal axis is the distance r from the reference point O to the actual image point P1 and the vertical axis is the coordinate correction factor Dx in the x direction, the measurement results for a plurality of diagonal image points P1 are shown. Plot. Determine an approximate curve that approximates the distribution of the plotted points. As a result, as shown in FIG. 2, the coordinate correction factor D x in the x direction is defined as a function of the distance r for the partition Q1. Similarly, the coordinate correction factor D y in the y direction is also defined as a function of the distance r. As a result, the distortion aberration correction information 15 can be obtained for the section Q1. In the graph of the distortion aberration correction information 15 for the section Q1 shown in FIG. 2, an example of the coordinate correction factor D x in the x direction and the coordinate correction factor D y in the y direction is shown by a thick solid line and a thin solid line, respectively.

同様の方法で、他の区画Q2~Q4についても、歪曲収差補正情報15を求めることができる。求められた歪曲収差補正情報15は、記憶部13(図1)に格納されている。歪曲収差が基準点Oを中心とした放射方向に依存しない場合には、座標補正率D、Dは区画Q1~Q4の間でほぼ同一になる。ところが、実際には種々の要因によって座標補正率D、Dが区画Q1~Q4の間でばらつく。ばらつきの要因として、例えば観測対象物の表面に対する撮像装置40の光軸の傾斜等が挙げられる。 Distortion correction information 15 can be obtained for the other sections Q2 to Q4 in the same manner. The obtained distortion aberration correction information 15 is stored in the storage unit 13 (FIG. 1). When the distortion does not depend on the radial direction centered on the reference point O, the coordinate correction factors D x and D y are substantially the same between the sections Q1 to Q4. However, in reality, the coordinate correction factors D x and D y vary between the sections Q1 to Q4 due to various factors. As a factor of the variation, for example, the inclination of the optical axis of the image pickup apparatus 40 with respect to the surface of the observation object can be mentioned.

次に、図3及び図4を参照して像面41内のある箇所(以下、補正対象箇所という。)の座標を無収差時の座標に補正する方法について説明する。
図3は、補正対象箇所Ptの像面41内の座標を補正する方法を説明するためのグラフである。図4は、補正対象箇所Ptの像面41内の座標を補正する手順を示すフローチャートである。
Next, a method of correcting the coordinates of a certain portion (hereinafter referred to as a correction target portion) in the image plane 41 to the coordinates at the time of no aberration will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a graph for explaining a method of correcting the coordinates in the image plane 41 of the correction target portion Pt. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for correcting the coordinates in the image plane 41 of the correction target portion Pt.

まず、像面41内の補正対象箇所Ptを決定する。補正対象箇所Ptは、例えばアライメントマークの像の中心点に相当する。補正対象箇所Ptの位置に基づいて、4つの区画Q1~Q4から2つの区画を選択する(ステップS1)。例えば、4つの区画Q1~Q4を仕切る境界線BLのうち、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線BLの両側の2つの区画を選択する。図3においては、y軸の正の部分が、この条件を満たす境界線BLに相当する。y軸の正の部分の両側の2つの区画Q1及びQ2が選択される。 First, the correction target portion Pt in the image plane 41 is determined. The correction target portion Pt corresponds to, for example, the center point of the image of the alignment mark. Two sections are selected from the four sections Q1 to Q4 based on the position of the correction target portion Pt (step S1). For example, among the boundary lines BL partitioning the four sections Q1 to Q4, two sections on both sides of the boundary line BL having the smallest angle from the reference point O toward the correction target portion Pt are selected. In FIG. 3, the positive portion of the y-axis corresponds to the boundary line BL satisfying this condition. Two compartments Q1 and Q2 on either side of the positive part of the y-axis are selected.

次に、選択した2つの区画Q1、Q2についての歪曲収差補正情報15(図1、図2)に基づいて、基準点Oから補正対象箇所Ptまでの距離rに対応する区画Q1、Q2の座標補正率D、Dを加重平均することにより、補正対象箇所Ptの位置における座標補正率Dxt(r)、Dyt(r)を求める(ステップS2)。例えば、基準点Oから、選択した2つの区画Q1、Q2の幾何中心に向かう方向(区画Q1、Q2の対角方向に相当)と、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度に基づいて、加重平均を行う。 Next, based on the distortion correction information 15 (FIGS. 1 and 2) for the two selected compartments Q1 and Q2, the coordinates of the compartments Q1 and Q2 corresponding to the distance r from the reference point O to the correction target portion Pt. By weighted averaging the correction factors D x and D y , the coordinate correction factors D ct (r) and D y t (r) at the position of the correction target portion Pt are obtained (step S2). For example, the angle between the reference point O toward the geometric center of the two selected sections Q1 and Q2 (corresponding to the diagonal direction of the sections Q1 and Q2) and the direction from the reference point O toward the correction target point Pt. Weighted averaging is performed based on.

基準点Oから、選択した2つの区画Q1、Q2の幾何中心に向かう方向と、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度を、それぞれθ、θと表記したとき、補正対象箇所Ptにおける座標補正率Dxt(r)、Dyt(r)は、以下の式で表される。

Figure 2022069967000003
ここで、Dx1(r)、Dy1(r)は、それぞれ区画Q1について求められたx方向及びy方向の座標補正率であり、Dx2(r)、Dy2(r)は、それぞれ区画Q2について求められたx方向及びy方向の座標補正率である。 Corrected when the angles formed by the direction from the reference point O toward the geometric center of the two selected sections Q1 and Q2 and the direction from the reference point O toward the correction target point Pt are expressed as θ 1 and θ 2 , respectively. The coordinate correction factors Dxt (r) and Dyt (r) at the target location Pt are expressed by the following equations.
Figure 2022069967000003
Here, D x1 (r) and D y1 (r) are the coordinate correction factors in the x-direction and the y-direction obtained for the compartment Q1, respectively, and D x2 (r) and D y2 (r) are the compartments, respectively. It is a coordinate correction factor in the x-direction and the y-direction obtained for Q2.

次に、補正対象箇所Ptにおける加重平均された座標補正率Dxt、Dytに基づいて、補正対象箇所Ptの像面内の座標を補正する(ステップS3)。例えば、補正対象箇所Ptの座標を(x,y)と表記し、補正後の座標を(x,y)と表記したとき、補正後の座標を以下の式を用いて算出する。

Figure 2022069967000004
Next, the coordinates in the image plane of the correction target portion Pt are corrected based on the weighted averaged coordinate correction factors Dxt and Dyt at the correction target portion Pt (step S3). For example, when the coordinates of the correction target location Pt are expressed as (x 1 , y 1 ) and the corrected coordinates are expressed as (x 0 , y 0 ), the corrected coordinates are calculated using the following formula. ..
Figure 2022069967000004

次に、図5A及び図5Bを参照して本実施例の優れた効果について説明する。
図5Aは、行列状に並ぶ複数のマークを、テレセンレンズを用いて撮像した像の分布を示す図である。なお、図5Aでは、無収差時におけるマークの像から実際の像までのずれ量を100倍に拡大して表している。図5Aでは、樽型の歪曲収差が生じていることがわかる。
Next, the excellent effects of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
FIG. 5A is a diagram showing the distribution of images in which a plurality of marks arranged in a matrix are imaged using a telecentric lens. In FIG. 5A, the amount of deviation from the mark image to the actual image when there is no aberration is magnified 100 times. In FIG. 5A, it can be seen that barrel-shaped distortion occurs.

図5Bは、マークの実際の像の座標から、本実施例による方法を用いて算出したマークの像の補正後の座標を示す図である。図5Bにおいても、無収差時におけるマークの像から座標補整後の像までのずれ量を100倍に拡大して表している。図5Bに示すように、歪曲収差が補正され、元の行列状の配置に近い分布が得られていることがわかる。 FIG. 5B is a diagram showing the corrected coordinates of the image of the mark calculated by using the method according to the present embodiment from the coordinates of the actual image of the mark. Also in FIG. 5B, the amount of deviation from the image of the mark at the time of no aberration to the image after the coordinate adjustment is magnified 100 times. As shown in FIG. 5B, it can be seen that the distortion is corrected and a distribution close to the original matrix arrangement is obtained.

このように、上記実施例による方法を用いることにより、レンズの歪曲収差を補正して、マークの像の座標を、無収差時の座標に近付けることができる。 As described above, by using the method according to the above embodiment, it is possible to correct the distortion of the lens and bring the coordinates of the mark image closer to the coordinates at the time of no aberration.

次に、図6A~図6C、図7A~図7Dを参照して、撮像装置40(図1)の光軸が測定対象物の表面に対して傾いた状態でも、歪曲収差を高精度に補正することができる理由について説明する。 Next, with reference to FIGS. 6A to 6C and FIGS. 7A to 7D, distortion is corrected with high accuracy even when the optical axis of the image pickup apparatus 40 (FIG. 1) is tilted with respect to the surface of the object to be measured. Explain why you can.

図6A及び図6Bは、それぞれ撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して垂直である場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面41内のマークの像を示す図である。図6A及び図6Bの横軸及び縦軸は、それぞれx方向及びy方向の位置を表している。格子模様の格子点に複数のマークが配置されている。図6A及び図6Bにおいてマークの像を黒く塗りつぶした丸記号で示す。 6A and 6B show the image plane 41 when the optical axis of the image pickup apparatus 40 is perpendicular to the surface of the object to be measured, when it is assumed that there is no distortion and when it is assumed that there is distortion. It is a figure which shows the image of the mark in. The horizontal axis and the vertical axis of FIGS. 6A and 6B represent positions in the x-direction and the y-direction, respectively. Multiple marks are arranged at the grid points of the grid pattern. The image of the mark in FIGS. 6A and 6B is indicated by a circle symbol filled in black.

歪曲収差が無いと仮定した場合には、図6Aに示すように、複数のマークの像の位置が正方格子の格子点に一致する。歪曲収差があると仮定した場合には、図6Bに示すようにマークの像の位置が格子点からずれる。図6Bでは、一般的なレンズの歪曲収差よりも著しく大きな樽型の歪曲収差が発生していると仮定している。 Assuming no distortion, the positions of the images of the plurality of marks coincide with the grid points of the square grid, as shown in FIG. 6A. Assuming that there is distortion, the position of the mark image deviates from the grid point as shown in FIG. 6B. In FIG. 6B, it is assumed that a barrel-shaped distortion that is significantly larger than the distortion of a general lens is generated.

図6Cは、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係を、4つの対角方向を区別することなくプロットしたグラフである。歪曲収差は、像面の中心点を回転中心とした回転方向に対する依存性が低いため、4つの対角方向についてプロットした複数の測定点は、1本の近似曲線で精度よく近似することができる。 FIG. 6C is a graph in which the relationship between the coordinate correction factor D x in the x direction with respect to the diagonal direction of the image plane and the distance r from the center point of the image plane is plotted without distinguishing the four diagonal directions. be. Since distortion has a low dependence on the rotation direction centered on the center point of the image plane, a plurality of measurement points plotted in the four diagonal directions can be accurately approximated by one approximate curve. ..

図7A及び図7Bは、それぞれ撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾斜している場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面41内のマークの像を示す図である。図7A及び図7Bの横軸及び縦軸は、それぞれx方向及びy方向の位置を表している。格子模様の格子点に複数のマークが配置されている。図7A及び図7Bにおいてマークの像を黒く塗りつぶした丸記号で示す。 7A and 7B show image planes when it is assumed that there is no distortion and when it is assumed that there is distortion when the optical axis of the image pickup apparatus 40 is inclined with respect to the surface of the object to be measured. It is a figure which shows the image of the mark in 41. The horizontal axis and the vertical axis of FIGS. 7A and 7B represent positions in the x-direction and the y-direction, respectively. Multiple marks are arranged at the grid points of the grid pattern. In FIGS. 7A and 7B, the image of the mark is indicated by a circle symbol filled in black.

撮像装置の40の光軸が傾いているため、図7Aに示すように、歪曲収差が無いと仮定した場合でもマークの像の位置が格子点からずれる。歪曲収差が無いため、測定対象物上の直線の像は、像面内でも直線になる。例えば、複数のマークが分布する領域の外周線が正方形である場合、像面41内においてマークの像が分布する領域の外周線が台形になる。 Since the optical axis of 40 of the image pickup apparatus is tilted, as shown in FIG. 7A, the position of the mark image is deviated from the grid point even if it is assumed that there is no distortion. Since there is no distortion, the image of a straight line on the object to be measured becomes a straight line even in the image plane. For example, when the outer peripheral line of the region where a plurality of marks are distributed is square, the outer peripheral line of the region where the image of the marks is distributed in the image plane 41 becomes a trapezoid.

図7Aに示したマークの像の分布に対して、図6Bに示した歪曲収差と同一の収差が生じると仮定すると、歪曲収差があると仮定した場合のマークの像が分布する領域は、図7Bに示したように、台形と樽型とを合成したような形状になる。 Assuming that the same aberration as the distortion aberration shown in FIG. 6B occurs with respect to the distribution of the mark image shown in FIG. 7A, the region where the mark image is distributed when it is assumed that there is distortion is shown in FIG. As shown in 7B, the shape is similar to that of a trapezoid and a barrel.

図7Cは、像面41の4本の対角方向を区別することなく、像面41の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面41の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。歪曲収差の大きさや向きが対角方向の間で異なっているため、プロットされた測定点は、図6Cに示した場合と比べて、縦軸方向に広い範囲に分布する。この分布に対して1本の近似曲線を設定したとしても、近似曲線から求まる座標補正率と、各測定点における座標補正率との誤差が大きい。 FIG. 7C shows the coordinate correction factor D x in the x direction for the diagonal direction of the image surface 41 and the distance r from the center point of the image surface 41 without distinguishing the four diagonal directions of the image surface 41. It is a graph plotting the relationship between. Since the magnitude and direction of the distortion are different between the diagonal directions, the plotted measurement points are distributed in a wider range in the vertical axis direction as compared with the case shown in FIG. 6C. Even if one approximate curve is set for this distribution, the error between the coordinate correction factor obtained from the approximate curve and the coordinate correction factor at each measurement point is large.

図7Dは、区画Q1~Q4のそれぞれを区別して、像面41の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。グラフ中の四角記号、三角記号、及び丸記号は、それぞれ区画Q2、Q3、Q4の対角線上に位置する測定点についてプロットしている。なお、区画Q1についても、複数の測定点について座標補正率を算出しているが、図7Dには測定点を示していない。 FIG. 7D is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor D x in the x direction with respect to the diagonal direction of the image plane 41 and the distance r from the center point of the image plane by distinguishing each of the sections Q1 to Q4. be. The squares, triangles, and circles in the graph are plotted for measurement points located on the diagonals of compartments Q2, Q3, and Q4, respectively. In addition, although the coordinate correction factor is calculated for a plurality of measurement points in the section Q1, the measurement points are not shown in FIG. 7D.

図7Dのグラフ中の細い破線、細い実線、太い破線、及び太い実線は、それぞれ区画Q1~Q4についてのx方向の座標補正率の測定点の分布を近似した近似曲線である。1つの区画に着目すると、近似曲線から求まる座標補正率と、複数の測定点における座標補正率との誤差は小さい。 The thin broken line, the thin solid line, the thick broken line, and the thick solid line in the graph of FIG. 7D are approximate curves that approximate the distribution of the measurement points of the coordinate correction factors in the x direction for the sections Q1 to Q4, respectively. Focusing on one section, the error between the coordinate correction factor obtained from the approximate curve and the coordinate correction factor at a plurality of measurement points is small.

撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾いている場合に、図7Cに示した1本の近似曲線に基づいて補正対象箇所の座標の補正を行うと、補正対象箇所の位置によっては、補正後の座標と無収差時の座標との誤差が大きくなる。これに対して本実施例では、ステップS1(図4)において、図7Dに示した4本の近似曲線のうち、補正対象箇所における座標補正率がより正確に反映されている2本の近似曲線を選択する。 When the optical axis of the image pickup apparatus 40 is tilted with respect to the surface of the object to be measured, if the coordinates of the correction target portion are corrected based on one approximate curve shown in FIG. 7C, the position of the correction target location is corrected. Depending on the case, the error between the corrected coordinates and the coordinates when there is no aberration becomes large. On the other hand, in this embodiment, in step S1 (FIG. 4), of the four approximation curves shown in FIG. 7D, two approximation curves in which the coordinate correction factor at the correction target portion is more accurately reflected. Select.

さらに、ステップS2(図4)において、2本の近似曲線から求まる座標補正率を、補正対象箇所における座標補正率が反映されている度合いに応じて加重平均する。このため、撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾いている場合であっても、補正対象箇所における実際の座標補正率に近い座標補正率を用いて、座標の補正を行うことができる。このため、座標の補正精度を高めることができる。 Further, in step S2 (FIG. 4), the coordinate correction factor obtained from the two approximate curves is weighted averaged according to the degree to which the coordinate correction factor at the correction target portion is reflected. Therefore, even when the optical axis of the image pickup apparatus 40 is tilted with respect to the surface of the object to be measured, the coordinates are corrected using a coordinate correction factor close to the actual coordinate correction factor at the correction target location. be able to. Therefore, the correction accuracy of the coordinates can be improved.

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、像面41(図2)を4つの区画Q1~Q4に区分しているが、区画の個数は4個に限らない。区画の個数は2個以上であればよい。例えば、図7Dに示した例では、区画Q1と区画Q4との近似曲線が相互に近似しており、区画Q2と区画Q3との近似曲線が相互に近似している。したがって、区画Q1と区画Q4とをまとめて1つの区画とし、区画Q2と区画Q3とをまとめて1つの区画としても、座標の補正精度をある程度高く維持することができる。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, the image plane 41 (FIG. 2) is divided into four sections Q1 to Q4, but the number of sections is not limited to four. The number of compartments may be two or more. For example, in the example shown in FIG. 7D, the approximate curves of the section Q1 and the section Q4 are close to each other, and the approximate curves of the section Q2 and the section Q3 are close to each other. Therefore, even if the section Q1 and the section Q4 are combined into one section and the section Q2 and the section Q3 are combined into one section, the correction accuracy of the coordinates can be maintained to some extent.

また、上記実施例では、4個の区画Q1~Q4の各々の対角線上の複数の像点P(図2)について座標補正率を求め、その座標補正率に基づいて1本の近似曲線を設定している。近似曲線を設定するための元となる複数の像点Pとして、対角線上に限らず、区画内の他の像点Pにおける座標補正率を考慮して、1本の近似曲線を設定してもよい。 Further, in the above embodiment, the coordinate correction factors are obtained for the plurality of image points P1 (FIG. 2) on the diagonal lines of the four compartments Q1 to Q4, and one approximate curve is obtained based on the coordinate correction factors. It is set. As a plurality of image points P1 that are the basis for setting an approximate curve, one approximate curve is set in consideration of the coordinate correction factor at other image points P1 in the section, not limited to the diagonal line. You may.

例えば、基準点Oから1つの区画内に向かう2本の放射方向に挟まれた領域内の複数の像点Pについて、座標補正率を求めてもよい。この場合、区画内の複数の像点Pにおける座標補正率が強く反映された1本の近似曲線を設定するために、2本の放射方向に挟まれた領域が区画の幾何中心を含むように、2本の放射方向を設定するとよい。 For example, the coordinate correction factor may be obtained for a plurality of image points P1 in a region sandwiched in two radial directions from the reference point O toward the inside of one section. In this case, in order to set one approximate curve that strongly reflects the coordinate correction factor at the plurality of image points P1 in the section, the area sandwiched between the two radial directions includes the geometric center of the section. It is advisable to set two radiation directions.

また、上記実施例では、ステップS1(図4)で2つの区画を選択する際に、4本の境界線BLのうち、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線BLの両側の2つの区画を選択している。その他に、補正対象箇所Ptにおける座標補正率を高精度に近似している2つの区画を選択してもよい。 Further, in the above embodiment, when selecting two sections in step S1 (FIG. 4), the angle formed by the direction from the reference point O toward the correction target portion Pt is the smallest among the four boundary lines BL. Two sections on both sides of the boundary line BL are selected. In addition, two sections that closely approximate the coordinate correction factor at the correction target portion Pt may be selected.

例えば、図7Dに示した例では、区画Q1の近似曲線と区画Q4の近似曲線とが、距離rの変化に対して同様の傾向を示している。これは、補正対象箇所Ptが区画Q1または区画Q4内に位置する場合、補正対象箇所Ptにおける座標補正率は、区画Q1及び区画Q4において高精度に近似されることを意味する。したがって、補正対象箇所Ptが区画Q1または区画Q4に位置する場合、ステップS1(図4)で、2つの区画として区画Q1及び区画Q4を選択するとよい。同じ理由から、補正対象箇所Ptが区画Q2または区画Q3に位置する場合、ステップS1(図4)で、2つの区画として区画Q2及び区画Q3を選択するとよい。 For example, in the example shown in FIG. 7D, the approximate curve of the section Q1 and the approximate curve of the section Q4 show the same tendency with respect to the change of the distance r. This means that when the correction target portion Pt is located in the compartment Q1 or the compartment Q4, the coordinate correction factor in the correction target portion Pt is approximated with high accuracy in the compartment Q1 and the compartment Q4. Therefore, when the correction target portion Pt is located in the section Q1 or the section Q4, it is preferable to select the section Q1 and the section Q4 as the two sections in step S1 (FIG. 4). For the same reason, when the correction target portion Pt is located in the section Q2 or the section Q3, it is preferable to select the section Q2 and the section Q3 as the two sections in step S1 (FIG. 4).

また、上記実施例では、ステップS1(図4)において2つの区画を選択しているが、1つの区画を選択してもよい。例えば、角度θ(図3)が0°または十分小さい場合には、区画Q1のみを選択してもよい。1つの区画を選択するか、2つの区画を選択するかは、角度θの大きさに基づいて決定すればよい。 Further, in the above embodiment, two sections are selected in step S1 (FIG. 4), but one section may be selected. For example, if the angle θ 1 (FIG. 3) is 0 ° or small enough, only compartment Q1 may be selected. Whether to select one section or two sections may be determined based on the size of the angle θ 1 .

次に、図8A、図8B、及び図9を参照して、他の実施例によるインクジェット描画装置について説明する。本実施例によるインクジェット描画装置は、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正装置を搭載している。 Next, an inkjet drawing apparatus according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 8A, 8B, and 9. The inkjet drawing apparatus according to the present embodiment is equipped with the distortion aberration correction apparatus according to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4.

図8Aは、インクジェット描画装置20の概略正面図である。基台22の上に移動機構24によって可動テーブル25が支持されている。x軸及びy軸が水平方向を向き、z軸が鉛直下方を向くxyz直交座標系を定義する。移動機構24は、制御装置50により制御されて、可動テーブル25をx方向及びy方向の二方向に移動させる。移動機構24として、例えば、X方向移動機構24XとY方向移動機構24Yとを含むXYステージを用いることができる。 FIG. 8A is a schematic front view of the inkjet drawing apparatus 20. The movable table 25 is supported on the base 22 by the moving mechanism 24. It defines an xyz Cartesian coordinate system in which the x-axis and y-axis are oriented horizontally and the z-axis is vertically downward. The moving mechanism 24 is controlled by the control device 50 to move the movable table 25 in two directions, the x direction and the y direction. As the moving mechanism 24, for example, an XY stage including an X-direction moving mechanism 24X and a Y-direction moving mechanism 24Y can be used.

可動テーブル25の上面に、描画対象である基板80が保持される。基板80は、例えば真空チャックにより可動テーブル25に固定される。可動テーブル25の上方にインク吐出ユニット30及び撮像装置40が、例えば門型の支持部材23によって支持されている。 The substrate 80 to be drawn is held on the upper surface of the movable table 25. The substrate 80 is fixed to the movable table 25 by, for example, a vacuum chuck. The ink ejection unit 30 and the image pickup apparatus 40 are supported above the movable table 25 by, for example, a gate-shaped support member 23.

撮像装置40は、基板80の上面を撮像する。より具体的には、基板80の上面のうち、撮像装置40の画界内の領域を撮像する。撮像装置40によって得られた画像が、歪曲収差補正処理装置10に入力される。 The image pickup apparatus 40 images the upper surface of the substrate 80. More specifically, the area within the image field of the image pickup apparatus 40 is imaged on the upper surface of the substrate 80. The image obtained by the image pickup device 40 is input to the distortion aberration correction processing device 10.

制御装置50は、歪曲収差補正処理装置10から基板80の位置情報を受け取る。この位置情報に基づいて移動機構24及びインク吐出ユニット30を制御することにより、基板80の表面の所定の位置に、インクを着弾させる。これにより、基板80の表面に所定の形状のインクの膜が形成される。 The control device 50 receives the position information of the substrate 80 from the distortion aberration correction processing device 10. By controlling the moving mechanism 24 and the ink ejection unit 30 based on this position information, the ink is landed at a predetermined position on the surface of the substrate 80. As a result, an ink film having a predetermined shape is formed on the surface of the substrate 80.

図8Bは、可動テーブル25、インク吐出ユニット30、及び撮像装置40の平面視における位置関係を示す図である。可動テーブル25の上面に基板80が保持される。基板80の上方にインク吐出ユニット30及び撮像装置40が支持されている。インク吐出ユニット30の、基板80に対向する面に、複数のノズル32が設けられている。制御装置50は、移動機構24を制御して可動テーブル25をx方向及びy方向に移動させるとともに、インク吐出ユニット30の各ノズル32からのインクの吐出を制御する。 FIG. 8B is a diagram showing the positional relationship of the movable table 25, the ink ejection unit 30, and the image pickup apparatus 40 in a plan view. The substrate 80 is held on the upper surface of the movable table 25. The ink ejection unit 30 and the image pickup apparatus 40 are supported above the substrate 80. A plurality of nozzles 32 are provided on the surface of the ink ejection unit 30 facing the substrate 80. The control device 50 controls the moving mechanism 24 to move the movable table 25 in the x-direction and the y-direction, and controls the ejection of ink from each nozzle 32 of the ink ejection unit 30.

基板80の四隅に、それぞれアライメントマーク81が形成されている。制御装置50が、移動機構24を動作させてアライメントマーク81のそれぞれを撮像装置40の画界内に配置することにより、撮像装置40がアライメントマーク81を撮像することができる。 Alignment marks 81 are formed at the four corners of the substrate 80, respectively. The control device 50 operates the moving mechanism 24 to arrange each of the alignment marks 81 within the image field of the image pickup device 40, so that the image pickup device 40 can image the alignment mark 81.

図9は、インクジェット描画装置で描画を行う手順を示すフローチャートである。まず、制御装置50が移動機構24を動作させて、1つのアライメントマーク81を撮像装置40の画界内に移動させる(ステップS11)。その後、撮像装置40が、アライメントマーク81を撮像する(ステップS12)。撮像された画像データは、歪曲収差補正処理装置10に入力される。歪曲収差補正処理装置10は、アライメントマーク81の画像を解析することにより、アライメントマーク81の像の像面内の座標を検出する(ステップS13)。アライメントマーク81の像の座標の検出には、パターンマッチング等の公知のアルゴリズムを用いることができる。 FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for drawing with an inkjet drawing device. First, the control device 50 operates the moving mechanism 24 to move one alignment mark 81 within the image field of the image pickup device 40 (step S11). After that, the image pickup apparatus 40 takes an image of the alignment mark 81 (step S12). The captured image data is input to the distortion aberration correction processing device 10. The distortion aberration correction processing device 10 detects the coordinates in the image plane of the image of the alignment mark 81 by analyzing the image of the alignment mark 81 (step S13). A known algorithm such as pattern matching can be used to detect the coordinates of the image of the alignment mark 81.

歪曲収差補正処理装置10は、図4に示した実施例による手順を実行することにより、アライメントマーク81の像の座標を補正する(ステップS14)。ステップS11からステップS14までの手順を、すべてのアライメントマーク81について座標の補正を行うまで繰り返す(ステップS15)。 The distortion aberration correction processing device 10 corrects the coordinates of the image of the alignment mark 81 by executing the procedure according to the embodiment shown in FIG. 4 (step S14). The procedure from step S11 to step S14 is repeated until the coordinates of all the alignment marks 81 are corrected (step S15).

すべてのアライメントマーク81について座標の補正が完了すると、歪曲収差補正処理装置10は制御装置50(図8A、図8B)にアライメントマーク81の像の補正後の座標を引き渡す(ステップS16)。制御装置50は、アライメントマーク81の像の補正後の座標に基づいて、描画処理を実行する(ステップS17)。 When the correction of the coordinates of all the alignment marks 81 is completed, the distortion aberration correction processing device 10 delivers the corrected coordinates of the image of the alignment marks 81 to the control device 50 (FIGS. 8A and 8B) (step S16). The control device 50 executes the drawing process based on the corrected coordinates of the image of the alignment mark 81 (step S17).

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例によるインクジェット描画装置は、図1~図4に示した歪曲収差補正処理装置10を搭載しているため、アライメントマーク81の位置を高精度に計測することができる。特に、撮像装置40の光軸が基板80の表面に対して傾いている場合でも、アライメントマーク81の位置の計測精度の低下を抑制することができる。
Next, the excellent effect of this embodiment will be described.
Since the inkjet drawing apparatus according to this embodiment is equipped with the distortion aberration correction processing apparatus 10 shown in FIGS. 1 to 4, the position of the alignment mark 81 can be measured with high accuracy. In particular, even when the optical axis of the image pickup apparatus 40 is tilted with respect to the surface of the substrate 80, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy of the position of the alignment mark 81.

次に、図8A~図9に示した実施例の変形例について説明する。図8A~図9に示した実施例では、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正処理装置10をインクジェット描画装置に搭載しているが、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正処理装置10は、その他の装置に搭載することも可能である。例えば、対象物にレーザビームを入射させて穴明け加工を行うレーザ加工装置、対象物である半導体基板にレーザビームを入射せてアニールを行うレーザアニール装置等に搭載することも可能である。 Next, a modification of the embodiment shown in FIGS. 8A to 9 will be described. In the embodiments shown in FIGS. 8A to 9, the distortion aberration correction processing apparatus 10 according to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 is mounted on the inkjet drawing apparatus, but the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 are provided. The distortion aberration correction processing device 10 can be mounted on other devices. For example, it can be mounted on a laser processing device that performs drilling by incident a laser beam on an object, a laser annealing device that performs annealing by incident a laser beam on a semiconductor substrate that is an object, and the like.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It goes without saying that each of the above embodiments is exemplary and the configurations shown in different examples can be partially replaced or combined. Similar actions and effects due to the same configuration of a plurality of examples will not be mentioned sequentially for each example. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10 歪曲収差補正処理装置
11 入出力インタフェース部
12 処理部
13 記憶部
14 プログラム
15 歪曲収差補正情報
20 インクジェット描画装置
22 基台
23 支持部材
24 移動機構
24X X方向移動機構
24Y Y方向移動機構
25 可動テーブル
30 インク吐出ユニット
32 ノズル
40 撮像装置
41 撮像装置の像面
50 制御装置
80 基板
81 アライメントマーク
10 Distortion correction processing device 11 Input / output interface unit 12 Processing unit 13 Storage unit 14 Program 15 Distortion correction information 20 Inkjet drawing device 22 Base 23 Support member 24 Movement mechanism 24XX direction movement mechanism 24Y Y direction movement mechanism 25 Movable table 30 Ink ejection unit 32 Nozzle 40 Imaging device 41 Image plane of imaging device 50 Control device 80 Board 81 Alignment mark

Claims (5)

撮像装置の像面の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、前記像面における座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が記憶されている記憶部と、
補正対象箇所の前記像面内における座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定し、決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する処理部と
を備えた歪曲収差補正処理装置。
The relationship between the coordinate correction factor for correcting the coordinates on the image plane and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point on the image plane of the image pickup apparatus. A storage unit that stores the distortion correction information shown, and
At least one section is selected from the plurality of sections based on the coordinates of the correction target portion in the image plane, the distortion aberration correction information for the selected section, and the distance from the reference point to the correction target location. A distortion aberration correction processing device including a processing unit that determines a coordinate correction factor based on the above and corrects the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor.
前記像面の形状は正方形または長方形であり、
前記基準点は前記像面の中心に位置しており、
前記複数の境界線は、前記像面の中心と4つの辺のそれぞれの中点とを接続する4本の線分である請求項1に記載の歪曲収差補正処理装置。
The shape of the image plane is square or rectangular and
The reference point is located at the center of the image plane and
The distortion aberration correction processing device according to claim 1, wherein the plurality of boundary lines are four line segments connecting the center of the image plane and the midpoint of each of the four sides.
前記処理部は、前記補正対象箇所の座標を補正する処理において、
前記複数の境界線のうち、前記基準点から前記補正対象箇所に向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線の両側の2つの区画を選択し、
前記基準点から、選択した2つの区画のそれぞれの幾何中心に向かう方向と、前記基準点から前記補正対象箇所に向かう方向とのなす角度に基づいて、選択した2つの区画についての前記歪曲収差補正情報の座標補正率を加重平均し、加重平均した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する請求項1または2に記載の歪曲収差補正処理装置。
The processing unit is in the process of correcting the coordinates of the correction target portion.
Of the plurality of boundary lines, two sections on both sides of the boundary line having the smallest angle from the reference point to the correction target portion are selected.
The distortion correction for the two selected sections based on the angle between the reference point and the direction toward the geometric center of each of the two selected sections and the direction from the reference point toward the correction target location. The distortion correction processing device according to claim 1 or 2, wherein the coordinate correction factor of information is weighted and averaged, and the coordinates of the correction target portion are corrected based on the weighted averaged coordinate correction factor.
撮像装置の像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内での座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて、測定対象物を撮像し、
前記像面内の座標の補正を行う補正対象箇所を決定し、
前記補正対象箇所の前記像面内の位置に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定し、
決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する歪曲収差補正方法。
The relationship between the coordinate correction factor that corrects the coordinates in the image and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point in the image plane of the image pickup apparatus. Using an image pickup device whose distortion aberration correction information is known, an image of the object to be measured is imaged.
The correction target location for correcting the coordinates in the image plane is determined, and the correction target location is determined.
At least one section is selected from the plurality of sections based on the position of the correction target portion in the image plane.
The coordinate correction factor is determined based on the distortion correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location.
A distortion aberration correction method for correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor.
撮像装置の像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内での座標を補正する座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて撮像された測定対象物の画像を取得する手順と、
前記撮像装置で撮像された画像から、補正を行う補正対象箇所を決定する手順と、
前記補正対象箇所の前記像面内の座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択する手順と、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいて座標補正率を決定する手順と、
決定した座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
The relationship between the coordinate correction factor that corrects the coordinates in the image and the distance from the reference point for each of the plurality of sections divided by the plurality of boundaries extending radially from the reference point in the image plane of the image pickup apparatus. The procedure for acquiring an image of a measurement object captured by an image pickup device whose distortion aberration correction information is known, and
A procedure for determining a correction target portion to be corrected from an image captured by the image pickup device, and
A procedure for selecting at least one section from the plurality of sections based on the coordinates of the correction target portion in the image plane, and a procedure for selecting at least one section from the plurality of sections.
A procedure for determining the coordinate correction factor based on the distortion correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location.
A program that causes a computer to execute a procedure for correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined coordinate correction factor.
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