JP2006309023A - 描画装置および描画方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 描画手段30に対してワーク12を載置したテーブル14を、移送手段20により相対的に移送しつつ、描画手段30により、この描画手段30に対するテーブルの各移送方向位置に応じた部分画像パターンをテーブル14に載置されたワーク12上へ順次描画して、ワーク12上に所定の画像パターンを描画する際に、予め取得した、テーブル14の移送において生じる描画手段13に対するテーブル14の位置変動を示す描画位置変動量をテーブル14の移送方向位置に応じて示す描画位置変動量情報、およびテーブル14に対するワークの位置を示すワーク位置情報を用いて、テーブル14に載置されたワーク12上の所定位置に画像パターンが描画されるようにする。
【選択図】 図1
Description
前記撮像手段に対する前記テーブルの移送方向位置を示す移送方向位置情報を取得する撮像移送方向位置情報取得手段と、前記相対的に移送される前記テーブルに設けられたテーブル基準マークおよび該テーブル上に載置されたワークに設けられたワーク基準マークを前記撮像手段により互いに異なるタイミングで撮像して得たテーブル撮像情報およびワーク撮像情報と、前記撮像移送方向位置情報取得手段によって取得した前記テーブル基準マーク撮像時および前記ワーク基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置情報とに基づいて、前記テーブルに対する前記ワークの位置を示すワーク位置情報を取得するワーク位置情報取得手段と、予め取得された、前記撮像手段に対する前記テーブルの相対的な移送において生じる前記テーブルの位置変動を示す撮像位置変動量を前記テーブルの移送方向位置に対応させて示す撮像位置変動量情報を記憶するワーク位置取得用記憶手段と、前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させるワーク位置取得用移動手段と、前記テーブル基準マーク撮像時に、前記撮像位置変動量情報から取得した前記テーブル基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置に対応する撮像位置変動量分を相殺するように前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させ、かつ、前記ワーク基準マーク撮像時に、前記撮像位置変動量情報から取得した前記ワーク基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置に対応する撮像位置変動量分を相殺するように前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させるように前記ワーク位置取得用移動手段を制御するワーク位置取得用制御手段とを備え、前記ワーク位置情報取得手段で取得するワーク位置情報を、前記テーブルの位置変動に起因する誤差成分の除去されたものにせしめるものとすることができる。
以下、描画装置100の概略構成について説明する。
移送部20による移送において生じる描画手段30に対するテーブル14の相対的な位置変動を示す描画位置変動量としては、移送方向(図中Y方向)の描画位置変動量δy、移送方向と直交し移送平面(図中X-Y平面)と平行な移送直交方向(図中矢印X方向)の描画位置変動量δx、および移送平面に対して直交する移送平面直交方向(図中矢印Z方向)の周りの回転方向(図中矢印θで示す)の描画位置変動量δθ、さらにローリング、ピッチング、移送平面直交方向(図中矢印Z方向)による描画位置変動量等を挙げることができる。
以下、ワーク位置情報取得装置200の構成について説明する。なお、既に説明した構成要素も含めて説明する。
テーブル14上を撮像する撮像部226と、撮像部226に対してテーブル14を相対的に移送する移送部20と、撮像部226に対するテーブル14の移送方向位置(p)を示す移送方向位置情報を取得する移送方向位置情報取得部であるリニアエンコーダ72と、相対的に移送されるテーブル14に設けられたテーブル基準マーク214およびテーブル14上に載置されたワークに設けられたワーク基準マーク212を撮像部226により互いに異なるタイミングで撮像して得たテーブル撮像情報およびワーク撮像情報と、リニアエンコーダ72によって取得したテーブル基準マーク撮像時およびワーク基準マーク撮像時のテーブル14の移送方向位置情報の示す移送方向位置(p)とに基づいて、テーブル14に対するワーク12の位置を示すワーク位置情報Jwを取得するワーク位置情報取得部230とを備えている。
撮像位置変動量情報Hsから取得した、テーブル基準マーク撮像時にリニアエンコーダ72から得たテーブルの移送方向位置(p)に対応する撮像位置変動量δと、撮像位置変動量情報Hsから取得したワーク基準マーク撮像時にリニアエンコーダ72から得たテーブル14の移送方向位置(p)に対応する撮像位置変動量δとを用い、各撮像位置変動量間の差に起因するワーク位置情報に含まれる誤差成分を相殺する演算を行なうワーク位置取得用演算部234とを備えている。これにより、ワーク位置情報取得部230で取得したワーク位置情報Jwに含まれる、テーブル14の位置変動に起因する誤差成分を除去した修正済ワーク位置情報JJwを得ることができる。
上述の描画装置100で説明したことと同様に、移送部20による移送において生じる撮像部226に対するテーブル14の相対的な位置変動を示す撮像位置変動量として、様々な方向における位置変動量を挙げることができる。
次に、ワーク位置情報取得装置200の作用について説明する。図2(a1)から図2(a5)は位置変動を生じることなくテーブルが移送され各基準マークが撮像される様子を示す図、図2(b1)から図2(b5)はそのときの撮像部の視野を示す図である。また、図3(a1)から図3(a5)は位置変動を生じつつテーブルが移送され上記位置変動を補正することなく各基準マークが撮像される様子を示す図、図3(b1)から図3(b5)はそのときの撮像部の視野を示す図である。なお、以後の説明においては、テーブル撮像情報およびワーク撮像情報を単に撮像情報とも言う。
すなわち、リニアエンコーダ72で取得した移送方向位置がp2のときに撮像した撮像情報S(p2)′では、テーブル基準マーク214Aが撮像部226の視野中心の基準位置Qからγ2ずれる。
上記撮像位置変動量情報としてワーク取得用記憶部232に記憶させる撮像位置変動量の撮像位置変動量測定手段による測定、および描画位置変動量情報として描画位置変動量記憶部74に記憶させる描画位置変動量の描画位置変動量測定手段による測定は、以下のようにして行うことができる。
テーブル14に対するワークの位置を求めるには、図4の上記移送部20の移送によるテーブル14の位置変動を含む撮像情報S(p2)′、撮像情報S(p3)′、撮像情報S(p4)′を、上記位置変動を含まない状態、すなわち、位置ずれγ2、γ3、γ4が生じる前の図3の撮像情報S(p2)、撮像情報S(p3)、撮像情報S(p4)の状態に戻した後、上述した手法により求めることができる。
はじめに、データ補正方式について説明する。
次に、機械補正方式について説明する。
次に、上述のワーク位置情報取得装置200の作用を除いた描画装置100の作用について説明する。図6は、位置変動を生じることなくテーブルが移送されたときに描画された画像パターンを示す図、図7は画像を描画するタイミングとテーブルの位置変動を示す図、図8は位置変動を生じつつテーブルが移送されその位置変動を補正することなく描画された画像パターンを示す図である。
画像データ修正部78が、リニアエンコーダ72によって読み取られた上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて上記描画位置変動量記憶部74に記憶された描画位置変動量情報Hbから描画位置変動量を取得し、画像データメモリ76に記憶された原画像データGoを、上記描画位置変動量分が相殺されるように修正する。画像データ修正部78で原画像データGoを修正して得られた修正済画像データG1を使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。これにより、部分画像パターンB1、B2、B3、B4のそれぞれの位置ずれが補正された、上記図6に示すような状態で各部分画像パターンを描画することができる。
描画補正用制御部84が、リニアエンコーダ72によって読み取った上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて上記描画位置変動量記憶部74に記憶された描画位置変動量情報Hbから取得した描画位置変動量分を相殺するように、第1の描画補正用移動部82Aを制御する。このときは、原画像データGoを使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。
上記機械補正方式と同様に、描画補正用制御部84が、リニアエンコーダ72によって読み取った上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて上記描画位置変動量情報Hbから取得した描画位置変動量分を相殺するように、第2の描画補正用移動部82Bを制御する。このとき、原画像データGoを使用し、描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。このときには、原画像データGoを使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。
この描画装置100により、ワーク12のテーブル14に対する位置ずれと、搬送されるテーブル14の位置変動の両方の補正を同時に行なう場合について説明する。
上記テーブルの位置変動のみを補正する場合と同様に、画像データ修正部78が、リニアエンコーダ72によって読み取られた上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて上記描画位置変動量記憶部74から取得した描画位置変動量分、および修正済ワーク位置情報記憶部244から取得した修正済ワーク位置情報JJw分を相殺するように、画像データメモリ76に記憶された原画像データGoを修正する。画像データ修正部78で原画像データGoを修正して得られた修正済画像データG2を使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。これにより、部分画像パターンB1、B2、B3、B4のそれぞれの位置ずれが補正された、上記図6に示すような状態で各部分画像パターンを描画することができる。
描画補正用制御部84が、リニアエンコーダ72によって読み取った上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて取得した、上記描画位置変動量分および修正済ワーク位置情報JJw分を相殺するように、第1の描画補正用移動部82Aを制御する。このときには、原画像データGoを使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。
上記機械補正方式と同様に、描画補正用制御部84が、リニアエンコーダ72によって読み取った上記移送方向位置q1、q2、q3、q4に対応させて取得した、上記描画位置変動量分および修正済ワーク位置JJw分を相殺するように、第2の描画補正用移動部82Bを制御する。このときには、原画像データGoを使用した描画制御部28の制御により部分画像パターンを描画する。
以下、上記実施の形態に係る描画装置100の詳細を説明する。
図1および図12に示すように、描画手段30は、光源38から発せられ光ファイバ40を通って射出された光を、微小光変調素子である微小ミラーMを2次元状に多数配列してなる空間光変調器であるDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)36により空間光変調させ、上記微小ミラーMそれぞれの光変調状態に応じて形成される各微小ミラーMに対応する描画ビームLeをワーク12上に結像させ、このワーク12上に画像パターン、例えば配線パターンを描画する。
次に、上記描画装置100により画像パターンをワーク12上に描画する動作について説明する。
図13は、リニアエンコーダ72で読み取ったテーブル14の移送方向位置の処理方式を示すブロック図である。テーブル14の移送に応じてリニアエンコーダ72から出力される0.1μmピッチの信号は、8逓倍回路によって8等分され0.0125μmピッチに変換される。この信号を用いてDMDコントローラ29によりDMD36を制御するが、テーブル14の移送中に移送方向の位置変動が生じるため、画像パターンを描画する描画領域を例えば64の領域(例えば10mm間隔)に分割し、各領域毎に上記位置変動を補正するためのリセット間隔を調整する。リセットの周期はNCO(Numerical Controlled Oscillator)回路を利用して作成する。これにより、パルスの剰余を均等に振り分けることができ上記リセット間隔を均一にすることができる。NCO回路で作成された信号はDMDリセット信号として用いられDMD制御回路へ入力される。
14 テーブル
20搬送手段
30 描画手段
226 撮像手段
212 ワーク基準マーク
214 テーブル基準マーク
100 描画装置
200 ワーク位置情報取得装置
Claims (20)
- 描画手段に対してワークを載置したテーブルを相対的に移送しつつ、該描画手段により、この描画手段に対する前記テーブルの各移送方向位置に応じた部分画像パターンを前記テーブルに載置されたワーク上へ順次描画して、前記ワーク上に所定の画像パターンを描画する描画方法であって、
予め取得した、前記テーブルの移送において生じる前記描画手段に対する前記テーブルの位置変動を示す描画位置変動量を前記テーブルの移送方向位置に応じて示す描画位置変動量情報、および前記テーブルに対する前記ワークの位置を示すワーク位置情報のそれぞれを取得し、
前記描画位置変動量情報とワーク位置情報とを用いて、前記テーブルに載置された前記ワーク上の所定位置に画像パターンが描画されるようにすることを特徴とする描画方法。 - ワークが載置されるテーブルと、
前記テーブル上に載置されたワーク上へ描画を行なう描画手段と、
前記描画手段に対して前記テーブルを相対的に移送する移送手段と、
前記描画手段に対する前記テーブルの移送方向位置を示す移送方向位置情報を取得する描画移送方向位置情報取得手段と、
前記移送手段により前記描画手段に対して前記テーブルを相対的に移送しつつ、前記描画手段により、前記描画移送方向位置情報取得手段によって取得した前記テーブルの各移送方向位置に応じた部分画像パターンを前記テーブルに載置されたワーク上へ順次描画して、前記ワーク上に所定の画像パターンを描画するように制御する描画制御手段とを備えた描画装置であって、
予め取得された、前記移送手段による前記テーブルの移送において生じる前記描画手段に対する前記テーブルの位置変動を示す描画位置変動量を前記テーブルの移送方向位置に応じて示す描画位置変動量情報を記憶する描画位置変動量記憶手段と、
前記テーブルに対する前記ワークの位置を示すワーク位置情報を取得するテーブルワーク位置情報取得手段と、
前記描画位置変動量情報と前記ワーク位置情報とを用い、前記移送手段による前記テーブルの移送において生じる前記描画手段に対する前記テーブルの相対的な位置変動を相殺して前記画像パターンが前記ワーク上に描画されるように制御する位置変動相殺手段とを備え、前記テーブルに載置された前記ワーク上の所定位置に画像パターンが描画されるようにすることを特徴とする描画装置。 - 前記位置変動相殺手段が、
前記描画手段で使用する前記部分画像パターンの描画に用いる画像データを、前記描画位置変動量情報から取得した前記テーブルの各移送方向位置に対応する描画位置変動量分が相殺されるように修正する画像データ修正手段を備え、前記描画制御手段が、前記描画手段で部分画像パターンを描画するときに、前記画像データ修正手段による前記画像データの修正で得られた修正済画像データを使用して前記描画手段により前記部分画像パターンを描画するように制御するものであることを特徴とする請求項2記載の描画装置。 - 前記描画位置変動量情報が、前記移送方向の描画位置変動量、前記移送方向と直交し移送平面と平行な移送直交方向の描画位置変動量、および前記移送平面に対して直交する移送平面直交方向の周りの回転方向の描画位置変動量を示すものであることを特徴とする請求項2または3記載の描画装置。
- 前記描画位置変動量を測定する描画位置変動量測定手段を備え、前記移送手段で前記テーブルを繰り返し往復移送する際に、前記画像データ修正手段が、1回以上前の前記移送手段による前記テーブルの往復移送時に前記描画位置変動量測定手段で測定した描画位置変動量を用いて前記誤差成分を除去する演算を行なうものであることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の描画装置。
- 前記位置変動相殺手段が、
前記テーブルと前記描画手段とを相対的に移動させる描画補正用移動手段と、
前記描画手段で部分画像パターンを描画するときに、前記描画位置変動量情報から取得した前記部分画像パターンを描画するときの前記テーブルの移送方向位置に対応する描画位置変動量分を、前記テーブルと前記描画手段とを相対的に移動させて相殺するように、前記描画補正用移動手段を制御する描画補正用制御手段とを備えたことを特徴とする請求項2記載の描画装置。 - 前記描画位置変動量情報が、前記移送方向の描画位置変動量、前記移送方向と直交し移送平面と平行な移送直交方向の描画位置変動量、および前記移送平面に対して直交する移送平面直交方向の周りの回転方向の描画位置変動量を示すものであることを特徴とする請求項6記載の描画装置。
- 前記描画位置変動量を測定する描画位置変動量測定手段を備え、前記移送手段で前記テーブルを繰り返し往復移送する際に、前記描画補正用制御手段が、1回以上前の前記移送手段による前記テーブルの往復移送時に前記描画位置変動量測定手段で測定した描画位置変動量を用いて前記描画補正用移動手段を制御するものであることを特徴とする請求項6または7記載の描画装置。
- 前記描画位置変動量記憶手段が、前記移送手段で前記テーブルを往復移送する度に、該描画位置変動量記憶手段の記憶する描画位置変動量情報が更新されるものであることを特徴とする請求項2から8のいずれか1項記載の描画装置。
- 前記描画位置変動量を測定する描画位置変動量測定手段を備え、前記移送手段による前記テーブルの往路の移送において前記描画位置変動量測定手段により描画位置変動量を測定し、前記移送手段による前記テーブルの復路の移送において前記描画手段により描画を行なうものであることを特徴とする請求項2から9のいずれか1項記載の描画装置。
- 前記テーブルワーク位置情報取得手段が、
前記テーブル上を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に対する前記テーブルの移送方向位置を示す移送方向位置情報を取得する撮像移送方向位置情報取得手段と、
前記相対的に移送される前記テーブルに設けられたテーブル基準マークおよび該テーブル上に載置されたワークに設けられたワーク基準マークを前記撮像手段により互いに異なるタイミングで撮像して得たテーブル撮像情報およびワーク撮像情報と、前記撮像移送方向位置情報取得手段によって取得した前記テーブル基準マーク撮像時および前記ワーク基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置情報とに基づいて、前記テーブルに対する前記ワークの位置を示すワーク位置情報を取得するワーク位置情報取得手段と、
予め取得された、前記撮像手段に対する前記テーブルの相対的な移送において生じる前記テーブルの位置変動を示す撮像位置変動量を前記テーブルの移送方向位置に対応させて示す撮像位置変動量情報を記憶するワーク位置取得用記憶手段と、
前記撮像位置変動量情報から取得した前記テーブル基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置に対応する撮像位置変動量と、前記撮像位置変動量情報から取得した前記ワーク基準マーク撮像時の前記移送方向位置に対応する撮像位置変動量とを用い、各撮像位置変動量間の差に起因する前記ワーク位置情報に含まれる誤差成分を除去する演算を行なうワーク位置取得用演算手段とを備えていることを特徴とする請求項2から10のいずれか1項記載の描画装置。 - 前記ワーク位置取得用演算手段が、前記テーブル基準マーク撮像時およびワーク基準マーク撮像時の前記撮像情報を用いて前記誤差成分を求める演算を実行するものであることを特徴とする請求項11記載の描画装置。
- 前記撮像位置変動量情報が、前記移送方向の撮像位置変動量、前記移送方向と直交し移送平面と平行な移送直交方向の撮像位置変動量、および前記移送平面に対して直交する移送平面直交方向の周りの回転方向の撮像位置変動量を示すものであることを特徴とする請求項11または12記載の描画装置。
- 前記撮像位置変動量を測定する撮像位置変動量測定手段を備え、前記移送手段で前記テーブルを繰り返し往復移送する際に、前記ワーク位置取得用演算手段が、1回以上前の前記移送手段による前記テーブルの往復移送時に前記撮像位置変動量測定手段で測定した撮像位置変動量を用いて前記誤差成分を除去する演算を行なうものであることを特徴とする請求項11から13のいずれか1項記載の描画装置。
- 前記テーブルワーク位置情報取得手段が、
前記テーブル上を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に対する前記テーブルの移送方向位置を示す移送方向位置情報を取得する撮像移送方向位置情報取得手段と、
前記相対的に移送される前記テーブルに設けられたテーブル基準マークおよび該テーブル上に載置されたワークに設けられたワーク基準マークを前記撮像手段により互いに異なるタイミングで撮像して得たテーブル撮像情報およびワーク撮像情報と、前記撮像移送方向位置情報取得手段によって取得した前記テーブル基準マーク撮像時および前記ワーク基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置情報とに基づいて、前記テーブルに対する前記ワークの位置を示すワーク位置情報を取得するワーク位置情報取得手段と、
予め取得された、前記撮像手段に対する前記テーブルの相対的な移送において生じる前記テーブルの位置変動を示す撮像位置変動量を前記テーブルの移送方向位置に対応させて示す撮像位置変動量情報を記憶するワーク位置取得用記憶手段と、
前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させるワーク位置取得用移動手段と、
前記テーブル基準マーク撮像時に、前記撮像位置変動量情報から取得した前記テーブル基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置に対応する撮像位置変動量分を相殺するように前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させ、かつ、前記ワーク基準マーク撮像時に、前記撮像位置変動量情報から取得した前記ワーク基準マーク撮像時の前記テーブルの移送方向位置に対応する撮像位置変動量分を相殺するように前記テーブルと前記撮像手段とを相対的に移動させるように前記ワーク位置取得用移動手段を制御するワーク位置取得用制御手段とを備え、
前記ワーク位置情報取得手段で取得するワーク位置情報を、前記テーブルの位置変動に起因する誤差成分の除去されたものにせしめることを特徴とする請求項2から10のいずれか1項記載の描画装置。 - 前記撮像位置変動量情報が、前記移送方向の撮像位置変動量、前記移送方向と直交し移送平面と平行な移送直交方向の撮像位置変動量、および前記移送平面に対して直交する移送平面直交方向の周りの回転方向の撮像位置変動量を示すものであることを特徴とする請求項15記載の描画装置。
- 前記撮像位置変動量を測定する撮像位置変動量測定手段を備え、前記移送手段で前記テーブルを繰り返し往復移送する際に、前記ワーク位置取得用制御手段が、1回以上前の前記移送手段による前記テーブルの往復移送時に前記撮像位置変動量測定手段で測定した撮像位置変動量を用いて前記ワーク位置取得用移動手段を制御するものであることを特徴とする請求項15または16記載の描画装置。
- 前記ワーク位置取得用記憶手段が、前記移送手段で前記テーブルを往復移送する度に、該ワーク位置取得用記憶手段の記憶する撮像位置変動量情報が更新されるものであることを特徴とする請求項15から17記載の描画装置。
- 前記撮像位置変動量を測定する撮像位置変動量測定手段を備え、前記移送手段による前記テーブルの往路の移送において前記撮像位置変動量測定手段により撮像位置変動量を測定し、前記移送手段による前記テーブルの復路の移送において前記撮像手段により前記テーブル基準マークおよび前記ワーク基準マークを撮像するものであることを特徴とする請求項15から18記載の描画装置。
- 前記描画位置変動量を測定する描画位置変動量測定手段と前記撮像位置変動量を測定する撮像位置変動量測定手段とを備え、前記移送手段による前記テーブルの往路の移送において、前記撮像位置変動量測定手段により撮像位置変動量を測定し、かつ、前記描画位置変動量測定手段により描画位置変動量を測定するとともに、前記撮像手段により前記テーブル基準マークおよび前記ワーク基準マークを撮像し、前記移送手段による前記テーブルの復路の移送において前記描画手段により描画を行なうものであることを特徴とする請求項15から18のいずれか1項記載の描画装置
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