WO2007046407A1

WO2007046407A1 - テンプレートデータ作成方法および装置、テンプレートマッチング方法および装置並びに描画方法および装置

Info

Publication number: WO2007046407A1
Application number: PCT/JP2006/320726
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Kikuchi
Original assignee: Fujifilm Corporation
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2007-04-26
Also published as: TW200745788A; JP4712517B2; JP2007114564A

Abstract

【課題】描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法において、テンプレートデータを簡易に作成し、かつ撮像マーク画像データの検出位置精度を向上することができるテンプレートデータを作成する。【解決手段】描画面に描画すべき描画データからマークを表す基準マーク画像データ（基準画像データ）を取得するとともに、撮像マーク画像データ（撮像画像データ）を取得し、基準マーク画像データ（基準画像データ）と撮像マーク画像データ（撮像画像データ）とに基づいてテンプレートデータを作成する。

Description

明細書

テンプレートデータ作成方法および装置、テンプレートマッチング方法および装置並びに描画方法および装置

技術分野

[0001] 本発明は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づ！/ヽて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法および装置、テンプレートマッチング方法および装置並びに描画方法および装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、プリント配線板や液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの基板に所定のパターンを記録する装置として、フォトリソグラフの技術を利用した露光装置が種々提案されている。

[0003] 上記のような露光装置としては、たとえば、フォトレジストが塗布された基板上に光ビ一ムを主走査および副走査方向に走査させるとともに、その光ビームを、露光パターンを表す露光画像データに基づいて変調することにより露光パターンを形成する露光装置が提案されている。

[0004] 上記のような露光装置として、たとえば、デジタル 'マイクロミラー'デバイス（以下、 DMDと、う）等の空間光変調素子を備えた露光ヘッドを利用し、露光画像データに応じて空間光変調素子により光ビームを変調して露光を行う露光装置が種々提案されている (たとえば、特許文献 1参照)。

[0005] 一般に、 DMD等の空間光変調素子は、各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するように格子状 (マトリクス状）に配列されているが、この空間光変調素子を、走查方向（副走査方向）に対して傾斜させて配置することで、走査時に走査線の間隔が密になり、解像度を上げることができる。

[0006] ところで、上記のような複数の光ビームを同時に走査するための走査光学系の形態としては、定盤上を摺動可能な移動ステージを設け、基板を上記移動ステージ上に平面的に位置決めして、上記露光ヘッドから照射される光ビームの発光点の配列方向（X方向）に対して略直交する方向（y方向）に移動ステージを移動（走査）しながら、固定配置された露光ヘッドからの光ビームを照射する構造が好まし、。

[0007] この場合、解像度を高くしょうとすればするほど、光ビームの走査位置の精度を上げなければならず、移動ステージの移動直進性はもちろん、移動ステージへの基板の位置決めが重要となる。このため、露光ヘッドによる露光画像の露光とは別に、基板に設けた位置決め用のマークを撮像するためのカメラを配設し、このカメラによって撮像したマークの撮像マーク画像データに基づヽて、電気的に露光位置を補正することが必要となる。

[0008] また、多層構成を有する、 V、わゆる多層構成基板への露光を行う場合には、上述のような移動ステージへの基板の位置決めの精度を向上させるとともに、さらに、多層構成基板の各層間における露光画像位置合わせの精度を向上させることが重要となる。

[0009] ここで、通常行われる手順としては、まず、移動ステージの定盤上での往路移動中にカメラによってマークを撮像して撮像マーク画像データを取得し、そして、次に、復路移動中に上記撮像マーク画像データが示す位置情報に基づヽて露光位置を補正して露光を実行することになる。

[0010] ここで、上記のようにしてカメラによって撮像された撮像マーク画像データは、予め登録されているテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングすることによって認識され、その位置情報に基づ!/、て上記補正が行われる。

[0011] そして、上記のようなテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータは、従来は、カメラでマークを撮像することによって取得されていた (たとえば、特許文献 2参照)。

特許文献 1 :米国特許第 005132723号明細書

特許文献 2：特開平 10— 97983号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] しかしながら、上記のようにしてテンプレートデータを取得したのでは、ノイズや光の反射のバラツキなどがある場合に、適切なテンプレートデータを取得することができず、撮像マーク画像データの認識を適切に行うことができな、おそれがあった。

[0013] また、マークの形状を適切に表わした撮像マーク画像データを撮像できな力つた場合には、テンプレートデータの重心を精度よく算出することが難しぐ検出位置精度の低下の大きな要因となるおそれがある。

[0014] 上記のような欠点を補うため、たとえば、予め人工的にテンプレートデータを作成する方法が考えられる。

[0015] し力しながら、そのテンプレートの作成に人、手間、技術が必要であり、簡単に作成できるものではな力つた。

[0016] また、上記補正に用いられる撮像マーク画像データは多値データであるのに対し、人工的に作成されるテンプレートデータは 2値データであるため、撮像マーク画像データの検出位置精度も低下するおそれがある。そして、撮像マーク画像データの検出位置精度を向上させるためには、テンプレートデータの値ができるだけ撮像マーク画像データに近、ものであることが望ま U、。

[0017] 本発明は、上記のようなテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法および装置において、テンプレートデータを簡易に作成することができ、かつ撮像マーク画像データの検出位置精度を向上することができるテンプレートデータを作成することができるテンプレート作成方法および装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明のテンプレートデータ作成方法は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法であって、描画面に描画すべき描画データカマークを表す基準マーク画像データを取得するとともに、撮像マーク画像データを取得し、基準マーク画像データと撮像マーク画像データとに基づ、てテンプレートデータを作成することを特徴とする。

[0019] また、上記本発明のテンプレートデータ作成方法においては、テンプレートデータの値として、撮像マーク画像データの値を用いるようにすることができる。

[0020] また、撮像マーク画像データの解像度よりも高い解像度の基準マーク画像データを取得し、基準マーク画像データの値を、対応する撮像マーク画像データの値に置き換えて仮想テンプレートデータを取得し、その取得した仮想テンプレートデータに縮小処理を施すことによって撮像マーク画像データの解像度と同じ解像度を有するテンプレートデータを作成するようにすることができる。

[0021] また、縮小処理として平均縮小処理を用いるようにすることができる。

[0022] また、撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施してテンプレートデータを作成するようにすることができる。

[0023] また、基準マーク画像データを 2値データとして取得するようにすることができる。

[0024] また、撮像マークデータおよび/またはテンプレートデータを多値データとして取得するよう〖こすることがでさる。

[0025] 本発明のテンプレートマッチングは、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングであつて、上記本発明のテンプレートデータ作成方法によって作成したテンプレートデータを用いることを特徴とする。

[0026] 本発明の描画方法は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画方法であって、上記本発明のテンプレートデータ作成方法を用いてテンプレートデータを作成し、その作成したテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って撮像マーク画像データを認識し、その認識した撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて描画位置を決定し、その決定した描画位置に画像を描画することを特徴とする。

[0027] 本発明のテンプレートデータ作成装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成装置であって、描画面に描画すべき描画データカマークを表す基準マーク画像データを取得する基準マーク画像データ取得部と、撮像マーク画像データを取得する撮像マーク画像データ取得部と、基準マーク画像データと撮像マーク画像データとに基づいてテンプレートデータを作成するテンプレートデータ作成部とを備えたことを特徴とする。

[0028] また、上記本発明のテンプレートデータ作成装置においては、テンプレートデータ作成部を、テンプレートデータの値として、撮像マーク画像データの値を用いるものとすることができる。

[0029] また、基準マーク画像データ取得部を、撮像マーク画像データの解像度よりも高ヽ解像度の基準マーク画像データを取得するものとし、テンプレートデータ作成部を、基準マーク画像データの値を、対応する撮像マーク画像データの値に置き換えて仮想テンプレートデータを取得し、その取得した仮想テンプレートデータに縮小処理を施すことによって撮像マーク画像データの解像度と同じ解像度を有するテンプレートデータを作成するものとすることができる。

[0030] また、テンプレートデータ作成部を、縮小処理として平均縮小処理を用いるものとすることがでさる。

[0031] また、テンプレートデータ作成部を、撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施してテンプレートデータを作成するものとすることができる。

[0032] また、基準マーク画像データ取得部を、基準マーク画像データを 2値データとして取得するちのとすることができる。

[0033] また、撮像マークデータおよび/またはテンプレートデータを多値データとして取得するよう〖こすることがでさる。

[0034] 本発明のテンプレートマッチング装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング装置であって、上記本発明のテンプレートデータ作成装置と、テンプレートデータ作成装置によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング部とを備えたことを特徴とする。

[0035] 本発明の描画装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画装置であって、上記テンプレートデータ作成装置と、そのテンプレートデータ作成部によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って撮像マーク画像データを認識するテンプレートマッチング部と、テンプレートマッチング部にぉヽて認識された撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて描画位置を決定する描画位置決定部と、描画位置決定部により決定された描画位置に画像を描画する描画部とを備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0036] 本発明のテンプレートデータ作成方法および装置によれば、描画面に描画すべき描画データ力マークを表す基準マーク画像データを取得するとともに、撮像マーク画像データを取得し、基準マーク画像データと撮像マーク画像データとに基づヽてテンプレートデータを作成するようにしたので、テンプレートデータを簡易に作成することができ、かつ撮像マーク画像データの検出位置精度を向上することができるテンプレートデータを作成することができる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明のテンプレートデータ作成方法および装置の一実施形態を用いた露光装置の概略構成を示す斜視図

[図 2]図 1の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図

[図 3] (A)は基板の露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図、 (B)は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図

[図 4]図 1の露光装置の露光ヘッドにおける DMDを示す図

[図 5]本発明の一実施形態を用いた露光装置の電気的構成を示すブロック図

[図 6]テンプレートデータ作成部の詳細を示すブロック図

[図 7]テンプレートデータを作成する方法を説明するための図

[図 8]テンプレートマッチングの方法を説明するための図

[図 9]平均縮小処理前の仮想テンプレートデータを示す模式図

[図 10]平均縮小処理後の仮想テンプレートデータを示す模式図

[図 11]ローパスフィルタ処理後のテンプレートデータを示す模式図符号の説明

10 露光装置

12 基板

12a 基準マーク

14 移動ステージ

18 設置台

20 ガイド

22 ゲート

24 スキャナ

26 カメラ

30 露光ヘッド

32 露光エリア

36 DMD

51 基準マーク画像データ取得部

52 撮像マーク画像データ取得部

53 テンプレートデータ作成部

54 テンプレートマッチング部

55 露光位置決定部 (描画位置決定部)

発明を実施するための最良の形態

[0039] 以下、図面を参照して本発明のテンプレートデータ作成方法および装置の一実施形態を用いた露光装置について詳細に説明する。図 1は、本露光装置の概略構成を示す斜視図である。本露光装置は、所定の露光パターンを基板の所望の露光位置に露光する装置であって、その露光位置を決定する際に行われるテンプレートマツチングに用いられるテンプレートデータの作成方法に特徴を有するものであるが、まずは、露光装置の概略構成について説明する。

[0040] 露光装置 10は、図 1に示すように、基板 12を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ 14を備えている。そして、 4本の脚部 16に支持された厚い板状の設置台 18の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた 2本のガイド 20が設置されている。移動ステージ 14は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド 20によって往復移動可能に支持されている。移動ステージ 14をステージ移動方向に移動させる機構としては、たとえば、リニアモータやステッピングモータを用いた移動機構を利用することができる。また、移動ステージ 14を移動させる移動機構には、図示省略したリニアエンコーダが設けられている。リニアエンコーダは、移動ステージ 14の移動量に比例する数のパルス信号をパルスカウンタへ出力する。

[0041] 設置台 18の中央部には、移動ステージ 14の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート 22が設けられている。コの字状のゲート 22の端部の各々は、設置台 18の両側面に固定されている。このゲート 22を挟んで一方の側にはスキャナ 24が設けられ、他方の側には基板 12の先端および後端と、基板 12に予め設けられている円形状の複数の基準マーク 12aの位置とを検知するための複数のカメラ 26が設けられている。

[0042] ここで、基板 12における基準マーク 12aは、予め設定された基準マーク位置情報に基づいて基板 12上に形成された、たとえば孔である。なお、孔の他にランドゃヴィァゃエッチングマークを用いてもよい。また、基板 12に形成された所定のパターン、たとえば、露光しょうとする層の下層のパターンなどを基準マーク 12aとして利用するようにしてもよい。また、図 1においては、基準マーク 12aを 6個し力示していないが実際には多数の基準マーク 12aが設けられている。

[0043] ここで、移動ステージ 14と基板 12とは、作業者が基板 12を移動ステージ 14上に載置することで、その相対的位置関係が決まるため、若干のずれが生じることがある。

[0044] そこで、基板 12上に設けられた基準マーク 12aをカメラ 26によって撮影する。この撮影によって上述のずれが認識され、移動ステージ 12と既知の相対関係となっている露光ヘッド 30による露光タイミングおよび露光ヘッド 30に入力される制御信号に後述する補正をかけ、基板 12と露光画像との相対位置を所望の位置とする。

[0045] スキャナ 24およびカメラ 26はゲート 22に各々取り付けられて、移動ステージ 14の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ 24およびカメラ 26は、これらを制御する後述するコントローラに接続されて、る。

[0046] スキャナ 24は、図 2および図 3 (B)に示すように、 2行 5列の略マトリックス状に配列された 10個の露光ヘッド 30 (30A〜30J)を備えている。 [0047] 各露光ヘッド 30の内部には、図 4に示すように入射された光ビームを空間変調する空間光変調素子（SLM)であるデジタル 'マイクロミラ一'デバイス (DMD) 36が設けられている。 DMD36は、マイクロミラー 38が直交する方向に 2次元状に多数配列されたものであり、そのマイクロミラー 38の列方向が走査方向と所定の設定傾斜角度 Θをなすように取り付けられている。したがって、各露光ヘッド 30による露光エリア 32 は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。そして、図 3 (A)に示すように、移動ステージ 14の移動に伴い、基板 12には露光ヘッド 30毎の帯状の露光済み領域 34が形成される。なお、各露光ヘッド 30に光ビームを入射する光源については図示省略してある力たとえば、レーザ光源などを利用することができる。

[0048] 露光ヘッド 30の各々に設けられた DMD36は、マイクロミラー 38単位でオン/オフ制御され、基板 12には、 DMD36のマイクロミラー 38に対応したドットパターン (黒/ 白）が露光される。前述した帯状の露光済み領域 34は、図 4に示すマイクロミラー 38 に対応した 2次元配列されたドットによって形成される。二次元配列のドットパターンは、走査方向に対して傾斜されていることで、走査方向に並ぶドットが、走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっており、高解像度化を図ることができる。なお、傾斜角度の調整のバラツキによって、利用しないドットが存在する場合もあり、たとえば、図 4では、斜線としたドットは利用しないドットとなり、このドットに対応する DMD36におけるマイクロミラー 38は常にオフ状態となる。

[0049] また、図 3 (A)および (B)に示すように、帯状の露光済み領域 34のそれぞれが、隣接する露光済み領域 34と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド 30の各々は、その配列方向に所定間隔ずらして配置されている。このため、たとえば、 1行目の最も左側に位置する露光エリア 32A、露光エリア 32Aの右隣に位置する露光エリア 32Cとの間の露光できない部分は、 2行目の最も左側に位置する露光エリア 32Bにより露光される。同様に、露光エリア 32Bと、露光エリア 32Bの右隣に位置する露光エリア 32Dとの間の露光できない部分は、露光エリア 32Cにより露光される。

[0050] 次に、露光装置 10の電気的構成について説明する。

[0051] 本露光装置 10は、図 5に示すように、 CAM (Computer Aided Manufacturing)ステーシヨンを有するデータ作成装置 40から出力された、露光すべき露光パターンを表わすベクトルデータ形式の露光画像データを受け付け、ラスターデータに変換するラスター変換処理部 50と、ラスター変換処理部 50において変換されたラスターデータに含まれる上記基準マーク 12aを表す基準マーク画像データを取得する基準マーク画像データ取得部 51と、カメラ 26によって撮像された基準マーク 12aの撮像マーク画像データを取得する撮像マーク画像データ取得部 52と、基準マーク画像データ取得部 51によって取得された基準マーク画像データと撮像マーク画像データ取得部 52によって取得された撮像マーク画像データとに基づいて、テンプレートマツチングに用いられるテンプレートデータを作成するテンプレートデータ作成部 53と、テンプレートデータ作成部 53において作成されたテンプレートデータを用いて、撮像マーク画像データ取得部 52にお、て撮像された撮像マーク画像データに対し、テンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング部 54と、テンプレートマッチング 54においてテンプレートマッチングされた結果に基づいて、基板 12と露光ヘッド 30との相対的位置関係のずれを取得し、その取得したずれに基づいて基板 12上における露光画像の露光位置を決定する露光位置決定部 55と、ラスター変換処理部 50にお、て変換されたラスターデータに基づいて各露光タイミングにおけるフレームデータを作成するとともに、そのフレームデータに露光位置決定部 55において決定された露光位置に基づ!/ヽて補正を施す露光画像データ作成部 56と、露光画像データ作成部 56において補正されたフレームデータと露光位置決定部 55において決定された露光タイミングに基づいて各露光ヘッド 30に制御信号を出力する露光ヘッド制御部 57 とを備えている。また、本露光装置は、装置全体を制御するコントローラを備えている

[0052] なお、上記各構成要素の作用については後で詳述する。

[0053] 次に、本露光装置 10の作用について図面を参照しながら説明する。

[0054] 本露光装置 10は、移動ステージ 14上に載置された基板 12を、ステージ移動方向に移動させ、その移動にともなって順次露光ヘッド制御部 57から露光ヘッド 30に制御信号を出力し、基板 12上に時系列に露光点を形成することによって所望の露光パターンを基板 12上に露光するものである。 [0055] そして、上記のようにして露光をする際、基板 12と露光ヘッド 30との相対的位置関係のずれに応じて補正を行うものである。

[0056] 上記補正を行う際には、カメラ 26により撮像された撮像画像データにおける撮像マーク画像データを認識する、いわゆるテンプレートマッチングが行われる力まずは、そのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法について説明する。

[0057] まず、データ作成装置 40において、基板 12上に露光すべき露光画像を表す、ベタトルデータ形式の露光画像データが作成される。そして、このベクトルデータ形式の露光画像データは、ラスター変換処理部 50に入力され、ラスターデータ形式の露光画像データに変換される。

[0058] ここで、上記ベクトルデータ形式の露光画像データには、基準マーク 12aに対応する基準マーク画像データ力 S、配線パターンのデータとともに所定の相対的位置関係をもって含まれている。

[0059] そして、ラスター変換処理部 50において変換されたラスターデータ形式の露光画像データは、基準マーク画像データ取得部 51に出力され、基準マーク画像データ取得部 51にお、て、ラスターデータ形式の露光画像データから基準マーク画像データがその背景画像データとともに基準画像データとして抽出されて取得される。そして、上記のようにして取得された基準画像データは、テンプレートデータ作成部 53に出力され、記憶される。なお、基準画像データは 2値データである。

[0060] 一方、上記のようにしてテンプレートデータ作成部 53に基準画像データが記憶されるとともに、カメラ 26により基板 12に設けられた基準マーク 12aの撮像が行われる。

[0061] 具体的には、まず、移動機構によって移動ステージ 14を、図 1に示す位置力もガイド 20に沿ってー且上流側の所定の初期位置まで移動させた後、下流側に向けて所望の速度で移動させる。なお、上記上流側とは、図 1における右側、つまりゲート 22 に対してスキャナ 24が設置されている側のことであり、上記下流側とは、図 1における左側、つまりゲート 22に対してカメラ 26が設置されている側のことである。

[0062] そして、前述したリニアエンコーダの出力パルスをカウントし、そのカウント数が所定の値になったとき、コントローラ力もカメラ 26に制御信号が出力され、カメラ 26により基準マーク 12aが撮像される。なお、上記所定の値とは、基板 12上の基準マーク 12 aがカメラ 26の撮影画角内に入ったときにカウントされる値であり、予め設定されているちのとする。

[0063] そして、コントローラ力もの制御信号に応じてカメラ 26によって基準マーク 12aが撮像され、その基準マーク 12aを表す撮像マーク画像データとその背景画像を表わす背景画像データが撮像画像データとして撮像マーク画像データ取得部 52に出力される。なお、撮像画像データはデジタルデータとして取得される。そして、撮像画像データは、多値データである。そして、上記のようにして取得された撮像画像データは、テンプレートデータ作成部 53に出力され、記憶される。

[0064] 次に、テンプレートデータ作成部 53における作用について説明する。

[0065] テンプレート作成部 53は、具体的には、図 6に示すように、入力された基準画像データに縮小処理を施す第 1の縮小処理部 60と、入力された撮像画像データに 2値化処理を施す 2値化処理部 61と、第 1の縮小処理部 60によって縮小された縮小処理の施された縮小基準画像データと 2値化処理部 61におヽて 2値化処理の施された 2 値撮像画像データとをテンプレートマッチングするテンプレートマッチング部 62と、テンプレートマッチング部 62においてテンプレートマッチングした結果に基づいて塗りつぶし処理を行う塗りつぶし部 63と、塗りつぶし部 63において塗りつぶし処理が施されて生成された仮想テンプレートデータに縮小処理を施す第 2の縮小処理部 64と、第 2の縮小処理部 64において縮小処理の施された縮小仮想テンプレートデータに口一パスフィルタ処理を施してテンプレートデータを生成するローパスフィルタ処理部 6 5とを備えている。

[0066] ここで、テンプレート作成部 53における作用を、図 7を参照しながら説明する。

[0067] まず、第 1の縮小処理部 60において、基準画像データに対し、撮像画像データと同じ大きさ (解像度）となるような縮小処理が施される。縮小処理としては、たとえば、平均縮小処理を施すようにすればよい。なお、上述したように基準画像データは 2値データである。また、縮小処理における倍率は、ベクトルデータ形式の露光画像データのスケール、カメラ 26のレンズの倍率およびカメラ 26の撮像素子のセンサエリアにより決定される。また、縮小処理は、本実施形態のように、ラスターデータ形式の基準画像データに対し、縮小処理を施すようにしてもよいし、ベクトルデータ形式の露光画像データ力ラスターデータ形式の露光画像データにラスター変換する際に縮小処理を施すようにしてもよい。カメラ 26のレンズは倍率誤差を含んでいるので、これを考慮することで個々のレンズにマッチした精度のよいテンプレートデータを作成することができる。また、縮小処理として平均縮小処理を用いる場合には、基準画像データの解像度は撮像画像データの解像度の n倍 (nは 2以上の自然数）となるようにすることが望ましい。

[0068] 一方、 2値化処理部 61におヽて、撮像画像データに対し、 2値化処理が施される。

2値化処理としては、如何なる既知の処理を用いてもよ！、。

[0069] そして、テンプレートマッチング部 62にお、て、縮小基準画像データと 2値化撮像画像データとがテンプレートマッチングされる。すなわち、 2値化された画像データ同士でテンプレートマッチングが行われる。テンプレートマッチングとしては、たとえば、残差 2乗和または絶対値残差に基づくテンプレートマッチングが行われる。具体的には、たとえば、 2値化撮像画像データを、図 8 (A)における入力画像とし、縮小基準画像データを、図 8 (B)におけるテンプレート画像とし、図 8 (A)に示すように、入力画像に対してテンプレート画像を移動させるとともに、その移動にともなって順次下式（1) または下式 (2)を計算し、その計算値、すなわち非類似度が最小となるテンプレート画像の位置を求める。

[数 1]

^„ (t(x，y) _ f (x + u'y + v)) [数 2]

s |t(x,y) - f (x + u,y + v)|

[0070] 上記のようにしてテンプレートマッチングを行うことによって、縮小基準画像データにおける縮小基準マーク画像データと 2値ィ匕撮像画像データにおける 2値ィ匕撮像マーク画像データとが略一致させられる（図 7中央図参照)。

[0071] そして、縮小基準マーク画像データの座標に対応する撮像マーク画像データの座標の輝度値が取得されるとともに、縮小背景画像データの座標に対応する撮像背景画像データの座標の輝度値が取得される。なお、上記輝度値は多値データである。

[0072] そして、上記のようにして取得された撮像マーク画像データの輝度値と撮像背景画像データの輝度値は、塗りつぶし部 63に出力される。そして、塗りつぶし部 63において、縮小前の基準画像データにおける基準マーク画像データの座標の値が、上記撮像マーク画像データの輝度値に置き換えられるとともに、基準画像データにおける背景画像データの座標の値が、上記撮像背景画像データの輝度値に置き換えられる。上記のような輝度値の置き換え処理を、本実施形態では塗りつぶし処理と呼び、塗りつぶし処理の施されたものを仮想テンプレートデータと呼ぶ。

[0073] そして、上記のようにして取得された仮想テンプレートデータは第 2の縮小処理部 6 4に出力される。そして、第 2の縮小処理部 64において、再び撮像画像データと同じ大きさ（解像度）になるような縮小処理が施される。縮小処理としては、たとえば、平均縮小処理を施すようにすればよい。なお、上記のように平均縮小処理を施すことによつてエリアシングを考慮した縮小仮想テンプレートデータを得ることができる。すなわち、上記塗りつぶし処理は単なるデータの置き換え処理なので、仮想テンプレートデータのエッジ部分は、図 9に示すように、ボケのない段差が目立つ画像データとなつてしまう。これに対し、カメラ 26によって撮像された撮像画像データは、そのエッジ部分がボケた画像データとなるので、これに一致させるために平均縮小処理が施される

[0074] そして、上記のようにして縮小処理の施された縮小仮想テンプレートデータは、ローパスフィルタ処理部 65に出力される。そして、ローパスフィルタ処理部 65において、撮像画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理が施される。カメラ 26によって撮像された撮像画像データは、サンプリング時のエリアシングを防ぐために口一パスフィルタ処理が施されてボケた画像となっている。したがって、これに一致させるためにローパスフィルタ処理を施す。つまり、ローパスフィルタ処理部 65において施されるローパスフィルタ処理は、撮像画像データのボケ具合とテンプレートデータのボケ具合を同じにするための処理である。なお、ローパスフィルタ処理としては、たとえば、ガウシアンフィルタを用いた処理が施される。そして、カメラ 26のレンズや撮像素子の特性に合わせて σを決定するようにすればよい。

[0075] そして、上記のようにしてローパスフィルタ処理の施された縮小仮想テンプレートデータがテンプレートデータとして取得され、テンプレート作成部 53に記憶される。

[0076] 次に、上記のようにして作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って補正を行、、露光画像を露光する作用につ、て説明する。

[0077] まず、移動機構によって移動ステージ 14を、再び上流側の所定の初期位置まで移動させた後、下流側に向けて所望の速度で移動させる。

[0078] そして、前述したようにリニアエンコーダの出力パルスをカウントし、そのカウント数が所定の値になったとき、コントローラ力もカメラ 26に制御信号が出力され、カメラ 26 により基準マーク 12aが撮像される。

[0079] そして、コントローラ力もの制御信号に応じてカメラ 26によって基準マーク 12aが撮像され、その基準マーク 12aを表す撮像マーク画像データとその背景画像を表わす背景画像データが撮像画像データとして撮像マーク画像データ取得部 52によって取得される。

[0080] そして、撮像マーク画像データ取得部 52によって取得された撮像画像データは、テンプレートマッチング部 54に出力される。一方、テンプレートデータ作成部 53に記憶されたテンプレートデータもテンプレートマッチング部 54に出力される。そして、テンプレートマッチング部 54にお、て、撮像画像データとテンプレートデータとでテンプレートマッチングが行われる。

[0081] テンプレートマッチングとしては、上記と同様に、たとえば、残差 2乗和または絶対値残差に基づくテンプレートマッチングが行われる。具体的には、たとえば、撮像画像データを、図 8 (A)における入力画像とし、テンプレートデータを、図 8 (B)におけるテンプレート画像とし、図 8 (A)に示すように、入力画像に対してテンプレート画像を移動させるとともに、その移動にともなって順次下式 (3)または下式 (4)を計算し、その計算値、つまり非類似度が最小となるテンプレート画像の位置を求める。

[数 3] s U(x, y) - f (,x + u,y + v)) 画

2_S lt(x, y) - f (x + u,y + v)|

[0082] そして、上記のようにして求められたテンプレート画像の位置は、描画位置決定部 5 5に出力され、描画位置決定部 55において、テンプレート画像の位置と予め設定された基準マーク 12aの基準マーク位置情報との誤差が求められ、この誤差に基づいて、移動ステージ 14のステージ移動方向における露光タイミングおよび上記ステージ移動方向に直交する方向における露光点のシフト量を示す補正係数が演算される

[0083] 上記のようにして描画位置決定部 55におヽて算出された補正係数は露光画像データ作成部 56に出力される。露光画像データ作成部 56には、予めラスター変換処理部 50から出力されたラスターデータ形式の露光画像データが記憶されており、露光画像データ作成部 56は、このラスターデータ形式の露光画像データに上記補正係数に基づいて、上記ずれに応じた補正を施す。

[0084] そして、次に、移動機構により移動ステージ 14が下流側から上流側に所望の速度で移動させられる。

[0085] そして、基板 12の先端がカメラ 26により検出されると露光が開始される。具体的には、露光ヘッド制御部 57から各露光ヘッド 30の DMD36に補正された露光画像データに基づいた制御信号が出力され、露光ヘッド 30は入力された制御信号に基づいて DMD36のマイクロミラーをオン'オフさせて基板 12を露光する。なお、露光へッド制御部 57からは上記補正係数に基づ、た、つまり上記ずれに応じた露光タイミングで制御信号が出力される。

[0086] そして、移動ステージ 14の移動にともなって順次各露光ヘッド 30に制御信号が出力されて露光が行われ、基板 12の後端力 Sカメラ 12により検出されると露光が終了する。

[0087] また、上記実施形態では、空間光変調素子として DMDを備えた露光装置にっ、て説明したが、このような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子を使用することちできる。 [0088] また、上記実施形態では、いわゆるフラッドベッドタイプの露光装置を例に挙げたが、感光材料が巻きつけられるドラムを有する、いわゆるアウタードラムタイプの露光装置としてもよい。また、画像データに基づいて描画を行う各種描画方式 (インクジェット描画等）にも上記実施形態を適用可能である。

[0089] また、上記実施形態の露光対象である基板 12は、プリント配線基板だけでなぐフラットパネルディスプレイの基板であってもよい。また、基板 12の形状は、シート状のものであっても、長尺状のもの（フレキシブル基板など）であってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて前記描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、前記撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法であって、

前記描画面に描画すべき描画データから前記マークを表す基準マーク画像データを取得するとともに、前記撮像マーク画像データを取得し、

前記基準マーク画像データと前記撮像マーク画像データとに基づいて前記テンプレートデータを作成することを特徴とするテンプレートデータ作成方法。

[2] 前記テンプレートデータの値として、前記撮像マーク画像データの値を用いることを特徴とする請求項 1記載のテンプレートデータ作成方法。

[3] 前記撮像マーク画像データの解像度よりも高ヽ解像度の前記基準マーク画像データを取得し、

前記基準マーク画像データの値を、対応する前記撮像マーク画像データの値に置き換えて仮想テンプレートデータを取得し、

該取得した仮想テンプレートデータに縮小処理を施すことによって前記撮像マーク画像データの解像度と同じ解像度を有する前記テンプレートデータを作成することを特徴とする請求項 1または 2項記載のテンプレートデータ作成方法。

[4] 前記縮小処理として平均縮小処理を用いることを特徴とする請求項 3記載のテンプレートデータ作成方法。

[5] 前記撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施して前記テンプレートデータを作成することを特徴とする請求項 1から 4いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成方法。

[6] 前記基準マーク画像データを 2値データとして取得することを特徴とする請求項 1から 5いずれ力 1項記載のテンプレートデータ作成方法。

[7] 前記撮像マークデータおよび/または前記テンプレートデータを多値データとして取得することを特徴とする請求項 1から 6いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成方法。

[8] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて前記描画面の所定の位置に画像を描画する際、前記撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングであって、

請求項 1から 7いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成方法によって作成したテンプレートデータを用いることを特徴とするテンプレートマッチング。

[9] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて前記描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画方法であって、請求項 1から 7いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成方法を用いてテンプレートデータを作成し、

該作成したテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って前記撮像マーク画像データを認識し、

該認識した撮像マーク画像データが示す位置に基づいて前記描画位置を決定し、該決定した描画位置に前記画像を描画することを特徴とする描画方法。

[10] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて前記描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、前記撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成装置であって、

前記描画面に描画すべき描画データから前記マークを表す基準マーク画像データを取得する基準マーク画像データ取得部と、

前記撮像マーク画像データを取得する撮像マーク画像データ取得部と、前記基準マーク画像データと前記撮像マーク画像データとに基づいて前記テンプレートデータを作成するテンプレートデータ作成部とを備えたことを特徴とするテンプレートデータ作成装置。

[11] 前記テンプレートデータ作成部が、前記テンプレートデータの値として、前記撮像マーク画像データの値を用いるものであることを特徴とする請求項 10記載のテンプレートデータ作成装置。

[12] 前記基準マーク画像データ取得部が、前記撮像マーク画像データの解像度よりも高い解像度の前記基準マーク画像データを取得するものであり、前記テンプレートデータ作成部が、前記基準マーク画像データの値を、対応する前記撮像マーク画像データの値に置き換えて仮想テンプレートデータを取得し、該取得した仮想テンプレートデータに縮小処理を施すことによって前記撮像マーク画像データの解像度と同じ解像度を有する前記テンプレートデータを作成するものであることを特徴とする請求項 9から 11いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成装置。

[13] 前記テンプレートデータ作成部が、前記縮小処理として平均縮小処理を用いるものであることを特徴とする請求項 12記載のテンプレートデータ作成装置。

[14] 前記テンプレートデータ作成部が、前記撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施して前記テンプレートデータを作成するものであることを特徴とする請求項 9から 13いずれ力 1項記載のテンプレートデータ作成装置。

[15] 前記基準マーク画像データ取得部が、前記基準マーク画像データを 2値データとして取得するものであることを特徴とする請求項 9から 14いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成装置。

[16] 前記撮像マークデータおよび/または前記テンプレートデータを多値データとして取得することを特徴とする請求項 9から 15いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成装置。

[17] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づヽて前記描画面の所定の位置に画像を描画する際、前記撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング装置であって、

請求項 9から 16いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成装置と、

該テンプレートデータ作成装置によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング部とを備えたことを特徴とするテンプレートマッチング装置。

[18] 描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて前記描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画装置であって、請求項 9から 16いずれか 1項記載のテンプレートデータ作成装置と、

該テンプレートデータ作成部によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って前記撮像マーク画像データを認識するテンプレートマツチング部と、

該テンプレートマッチング部において認識された撮像マーク画像データが示す位

、て前記描画位置を決定する描画位置決定部と、

該描画位置決定部により決定された描画位置に前記画像を描画する描画部とを備えたことを特徴とする描画装置。