JP2022069967A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】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を提供する。【解決手段】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、像面における座標を補正する座標補正率と、基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が、記憶部に記憶されている。処理部が、補正対象箇所の像面内における座標に基づいて、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歪曲収差補正情報と、基準点から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補正対象箇所の座標を補正する。【選択図】図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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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P1の位置は、レンズに収差が無いと仮定した場合の像点P0の位置からずれる。歪曲収差補正情報15は、像点P1の座標を補正して、無収差時の像点P0の座標を得るための情報であり、x方向の座標補正率Dx及びy方向の座標補正率Dyを含む。
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。
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P1と表記する。像点P1に対応する無収差時の像点をP0と表記する。画像解析を行うことにより、像点P1の座標を求める。像点P1に対応する無収差時の像点P0の座標を(x0,y0)と表記し、像点P1の座標を(x1,y1)と表記する。x方向の座標補正率Dx及びy方向の座標補正率Dyを、以下の式で定義する。
x方向の座標補正率Dxは、基準点Oから無収差時の像点P0までのx方向の長さx0に対する無収差時の像点P0から実際の像点P1までのx方向の変位量x1-x0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P0までのy方向の長さy0に対する無収差時の像点P0から実際の像点P1までのy方向の変位量y1-y0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Dx、Dyは、基準点Oからの距離rに依存する。
横軸を基準点Oから実際の像点P1までの距離rとし、縦軸をx方向の座標補正率Dxとするグラフ上に、対角線上の複数の像点P1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Dx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Dy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Dx及びy方向の座標補正率Dyの一例を、それぞれ太い実線及び細い実線で示す。
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Dx、Dy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Dx、Dy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。
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。
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。
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。
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Dx、Dy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。
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θ1、θ2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。
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。
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(x1,y1)と表記し、補正後の座標を(x0,y0)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図6Cは、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dx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。
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。
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。
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。
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Dx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。
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Dx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。
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。
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。
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。
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。
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。
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P1(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P1として、対角線上に限らず、区画内の他の像点P1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。
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P1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P1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。
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。
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。
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θ1(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θ1の大きさに基づいて決定すればよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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
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
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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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