JP4712517B2 - Template data creation method and apparatus, template matching method and apparatus, and drawing method and apparatus - Google Patents

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Description

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。   The present invention is for recognizing imaging mark image data when an image is drawn at a predetermined drawing position on a drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface. The present invention relates to a method and apparatus for creating template data used for template matching, a template matching method and apparatus, and a drawing method and apparatus.

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。   Conventionally, various exposure apparatuses using a photolithographic technique have been proposed as apparatuses for recording a predetermined pattern on a substrate of a flat panel display such as a printed wiring board or a liquid crystal display.

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ー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。   As an exposure apparatus as described above, for example, a light beam is scanned in a main scanning direction and a sub scanning direction on a substrate coated with a photoresist, and the light beam is modulated based on exposure image data representing an exposure pattern. An exposure apparatus for forming an exposure pattern by doing so has been proposed.

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という）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）。   As an exposure apparatus as described above, for example, an exposure head provided with a spatial light modulation element such as a digital micromirror device (hereinafter referred to as DMD) is used, and a light beam is generated by the spatial light modulation element according to exposure image data. There have been proposed various exposure apparatuses that perform exposure by modulating the light intensity (see, for example, Patent Document 1).

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、走査方向（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。   In general, spatial light modulation elements such as DMD are arranged in a grid (matrix) so that the row direction and the column direction are orthogonal to each other. By inclining with respect to the (sub-scanning direction), the scanning line interval becomes dense during scanning, and the resolution can be increased.

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い。   By the way, as a form of a scanning optical system for simultaneously scanning a plurality of light beams as described above, a moving stage that can slide on a surface plate is provided, and the substrate is positioned in a plane on the moving stage. While moving (scanning) the moving stage in a direction (y direction) substantially perpendicular to the arrangement direction (x direction) of the light emission points of the light beam emitted from the exposure head, A structure in which a light beam is irradiated is preferable.

この場合、解像度を高くしよ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いて、電気的に露光位置を補正することが必要となる。   In this case, the higher the resolution, the higher the accuracy of the scanning position of the light beam, and the positioning of the substrate on the moving stage is of course important as well as the straight movement of the moving stage. For this reason, apart from exposure of the exposure image by the exposure head, a camera for imaging a positioning mark provided on the substrate is provided, and an electrical image is obtained based on the imaging mark image data of the mark imaged by this camera. It is necessary to correct the exposure position.

また、多層構成を有する、い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。   In addition, when performing exposure on a so-called multilayer structure substrate having a multilayer structure, the accuracy of positioning the substrate on the moving stage as described above is improved, and the exposure image position between each layer of the multilayer structure substrate is further improved. It is important to improve the alignment accuracy.

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いて露光位置を補正して露光を実行することになる。   Here, as a procedure normally performed, first, a mark is imaged by a camera during the forward movement on the surface plate of the moving stage to obtain imaging mark image data, and then the imaging is performed during the backward movement. The exposure is executed by correcting the exposure position based on the position information indicated by the mark image data.

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いて上記補正が行われる。   Here, the imaging mark image data imaged by the camera as described above is recognized by template matching using template data registered in advance, and the correction is performed based on the position information.

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）。
米国特許第００５１３２７２３号明細書 特開平１０−９７９８３号公報 And the template data used for the above template matching was acquired conventionally by imaging a mark with a camera (for example, refer patent document 2).
US005132723 specification Japanese Patent Laid-Open No. 10-97983

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いおそれがあった。   However, when template data is acquired as described above, appropriate template data cannot be acquired when there is a variation in noise or reflection of light, and imaging mark image data is appropriately recognized. There was a risk of not being able to.

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かった場合には、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く、検出位置精度の低下の大きな要因となるおそれがある。   In addition, when the captured mark image data that appropriately represents the shape of the mark cannot be captured, it is difficult to accurately calculate the center of gravity of the template data, which may cause a significant decrease in detection position accuracy.

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。   In order to compensate for the above drawbacks, for example, a method of artificially creating template data in advance can be considered.

しかしながら、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かった。   However, the creation of the template required people, labor, and technology, and it was not easy to create.

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いものであることが望ましい。   In addition, the imaging mark image data used for the correction is multi-value data, whereas the artificially created template data is binary data, so that the detection position accuracy of the imaging mark image data may be lowered. is there. In order to improve the detection position accuracy of the captured mark image data, it is desirable that the value of the template data is as close as possible to the captured mark image data.

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。   The present invention provides a template data creation method and apparatus used for template matching as described above, in which template data can be created easily and the detection position accuracy of imaged mark image data can be improved. It is an object of the present invention to provide a template creation method and apparatus that can create a template.

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から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いてテンプレートデータを作成することを特徴とする。   In the template data creation method of the present invention, when an image is drawn at a predetermined drawing position on the drawing surface based on the position indicated by the imaging mark image data obtained by imaging the mark formed on the drawing surface, the imaging mark image data A method for creating template data used for template matching for recognizing an image, wherein reference mark image data representing a mark is obtained from drawing data to be drawn on a drawing surface, and image pickup mark image data is obtained to obtain a reference mark. Template data is created based on image data and imaging mark image data.

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。   In the template data creation method of the present invention, the value of the captured mark image data can be used as the value of the template data.

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。   Further, reference mark image data having a resolution higher than the resolution of the captured mark image data is acquired, the value of the reference mark image data is replaced with the value of the corresponding captured mark image data, virtual template data is acquired, and the acquired By performing reduction processing on the virtual template data, template data having the same resolution as that of the captured mark image data can be created.

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。   Further, an average reduction process can be used as the reduction process.

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。   In addition, template data can be created by performing a low-pass filter process corresponding to the frequency characteristics of the imaging mark image data.

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。   Further, the reference mark image data can be acquired as binary data.

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にすることができる。   Further, the imaging mark data and / or template data can be acquired as multi-value data.

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って、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。   The template matching according to the present invention recognizes captured mark image data when an image is rendered at a predetermined position on the drawing surface based on the position indicated by the captured mark image data obtained by imaging the mark formed on the drawing surface. Template matching performed for this purpose, using the template data created by the template data creation method of the present invention.

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い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。   The drawing method of the present invention is a drawing method for drawing an image at a predetermined drawing position on a drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface. Template data is created using the template data creation method of the invention, template matching is performed using the created template data, the captured mark image data is recognized, and drawing is performed based on the position indicated by the recognized captured mark image data A position is determined, and an image is drawn at the determined drawing position.

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から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。   The template data creation device of the present invention, when drawing an image at a predetermined drawing position on the drawing surface based on the position indicated by the imaging mark image data obtained by imaging the mark formed on the drawing surface, A template data generating apparatus used for template matching for recognizing a reference mark image data, a reference mark image data acquisition unit for acquiring reference mark image data representing a mark from drawing data to be drawn on a drawing surface, and imaging mark image data The image pickup mark image data acquisition unit for acquiring image data, and the template data generation unit for generating template data based on the reference mark image data and the image pickup mark image data.

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。   In the template data creation device of the present invention, the template data creation unit can use the value of the captured mark image data as the value of the template data.

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い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。   Further, the reference mark image data acquisition unit acquires reference mark image data having a resolution higher than the resolution of the captured mark image data, and the template data creation unit sets the value of the reference mark image data to the corresponding captured mark image data. By replacing the data value with virtual template data, template data having the same resolution as that of the captured mark image data can be created by reducing the acquired virtual template data.

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きる。   Further, the template data creation unit may use an average reduction process as the reduction process.

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。   Further, the template data creation unit can create template data by performing a low-pass filter process according to the frequency characteristics of the captured mark image data.

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ものとすることができる。   In addition, the reference mark image data acquisition unit may acquire the reference mark image data as binary data.

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にすることができる。   Further, the imaging mark data and / or template data can be acquired as multi-value data.

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。   The template matching device according to the present invention recognizes image pickup mark image data when drawing an image at a predetermined position on the drawing surface based on the position indicated by the image pickup mark image data obtained by imaging the mark formed on the drawing surface. A template matching apparatus that performs template matching performed in order to include the template data creation apparatus of the present invention and a template matching unit that performs template matching using template data created by the template data creation apparatus It is characterized by that.

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おいて認識された撮像マーク画像データが示す位置に基づい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。   A drawing apparatus of the present invention is a drawing apparatus that draws an image at a predetermined drawing position on a drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface, the template A data creation device, a template matching unit that performs template matching using the template data created by the template data creation unit and recognizes the captured mark image data, and a position indicated by the captured mark image data recognized by the template matching unit A drawing position determining unit that determines a drawing position based on the drawing position; and a drawing unit that draws an image at the drawing position determined by the drawing position determining unit.

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から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い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。   According to the template data creation method and apparatus of the present invention, reference mark image data representing a mark is acquired from drawing data to be drawn on a drawing surface, and imaging mark image data is acquired, and the reference mark image data and the imaging mark image are acquired. Since the template data is created based on the data, the template data can be created easily, and the template data that can improve the detection position accuracy of the captured mark image data can be created.

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。   Hereinafter, an exposure apparatus using an embodiment of a template data creation method and apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the exposure apparatus. This exposure apparatus is an apparatus that exposes a predetermined exposure pattern to a desired exposure position on a substrate, and is characterized by a method for creating template data used for template matching performed when determining the exposure position. First, the schematic configuration of the exposure apparatus will be described.

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。   As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 10 includes a flat moving stage 14 that holds the substrate 12 by adsorbing the substrate 12 to the surface. Two guides 20 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-like installation table 18 supported by the four legs 16. The moving stage 14 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by the guide 20 so as to be reciprocally movable. As a mechanism for moving the moving stage 14 in the stage moving direction, for example, a moving mechanism using a linear motor or a stepping motor can be used. The moving mechanism that moves the moving stage 14 is provided with a linear encoder (not shown). The linear encoder outputs a number of pulse signals proportional to the amount of movement of the moving stage 14 to the pulse counter.

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。   A U-shaped gate 22 is provided at the center of the installation table 18 so as to straddle the moving path of the moving stage 14. Each end of the U-shaped gate 22 is fixed to both side surfaces of the installation base 18. A scanner 24 is provided on one side of the gate 22, and the front and rear ends of the substrate 12 and positions of a plurality of circular reference marks 12 a provided in advance on the substrate 12 are provided on the other side. A plurality of cameras 26 are provided for detecting the above.

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、孔の他にランドやヴィアや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、露光しよ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個しか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。   Here, the reference mark 12a in the substrate 12 is, for example, a hole formed on the substrate 12 based on preset reference mark position information. In addition to the holes, lands, vias, and etching marks may be used. Further, a predetermined pattern formed on the substrate 12, for example, a pattern under the layer to be exposed may be used as the reference mark 12a. In FIG. 1, only six reference marks 12a are shown, but actually, a large number of reference marks 12a are provided.

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。   Here, since the relative positional relationship between the moving stage 14 and the substrate 12 is determined by the operator placing the substrate 12 on the moving stage 14, a slight shift may occur.

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。   Accordingly, the reference mark 12 a provided on the substrate 12 is photographed by the camera 26. The above-described deviation is recognized by this photographing, and the exposure timing by the exposure head 30 having a known relative relationship with the moving stage 12 and the control signal input to the exposure head 30 are corrected as described later, and the substrate 12 and the exposure image are corrected. The relative position to the desired position.

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いる。   The scanner 24 and the camera 26 are respectively attached to the gate 22 and fixedly arranged above the moving path of the moving stage 14. The scanner 24 and the camera 26 are connected to a controller (described later) that controls them.

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。   As shown in FIGS. 2 and 3B, the scanner 24 includes ten exposure heads 30 (30A to 30J) arranged in a substantially matrix of 2 rows and 5 columns.

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・マイクロミラー・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が、たとえば、レーザ光源などを利用することができる。   Inside each exposure head 30, a digital micromirror device (DMD) 36, which is a spatial light modulator (SLM) that spatially modulates an incident light beam, is provided as shown in FIG. In the DMD 36, a large number of micromirrors 38 are two-dimensionally arranged in a direction orthogonal to each other, and the micromirrors 38 are attached so that the column direction of the micromirrors 38 forms a predetermined set inclination angle θ with the scanning direction. Therefore, the exposure area 32 by each exposure head 30 is a rectangular area inclined with respect to the scanning direction. As shown in FIG. 3A, a strip-shaped exposed region 34 for each exposure head 30 is formed on the substrate 12 as the moving stage 14 moves. Although a light source that makes a light beam incident on each exposure head 30 is not shown, for example, a laser light source or the like can be used.

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。   The DMD 36 provided in each of the exposure heads 30 is on / off controlled in units of micromirrors 38, and the substrate 12 is exposed to a dot pattern (black / white) corresponding to the micromirrors 38 of the DMD 36. The aforementioned strip-shaped exposed region 34 is formed by two-dimensionally arranged dots corresponding to the micromirrors 38 shown in FIG. The two-dimensional dot pattern is inclined with respect to the scanning direction, so that dots arranged in the scanning direction pass between dots arranged in the direction intersecting the scanning direction. Can be planned. Note that there may be a dot that is not used due to variations in the adjustment of the tilt angle. For example, in FIG. 4, the hatched dot is a dot that is not used, and the micromirror 38 in the DMD 36 corresponding to this dot is always in the OFF state. It becomes.

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。   Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the exposure heads of the respective rows arranged in a line so that each of the strip-shaped exposed areas 34 partially overlaps the adjacent exposed areas 34. Each of 30 is arranged at a predetermined interval in the arrangement direction. For this reason, for example, the portion that cannot be exposed between the exposure area 32A located on the leftmost side of the first row and the exposure area 32C located on the right side of the exposure area 32A is the exposure area located on the leftmost side of the second row. It is exposed by 32B. Similarly, the portion that cannot be exposed between the exposure area 32B and the exposure area 32D located on the right side of the exposure area 32B is exposed by the exposure area 32C.

次に、露光装置１０の電気的構成について説明する。   Next, the electrical configuration of the exposure apparatus 10 will be described.

本露光装置１０は、図５に示すように、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ステーショ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、テンプレートマッ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におい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におい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い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。   As shown in FIG. 5, the exposure apparatus 10 receives exposure image data in a vector data format representing an exposure pattern to be exposed, which is output from a data creation apparatus 40 having a CAM (Computer Aided Manufacturing) station, and receives raster data. The image is captured by the camera 26 with the raster conversion processing unit 50 for converting to the reference mark, the reference mark image data acquiring unit 51 for acquiring the reference mark image data representing the reference mark 12a included in the raster data converted by the raster conversion processing unit 50, and the camera 26 The captured mark image data acquisition unit 52 that acquires the captured mark image data of the reference mark 12a that has been acquired, the reference mark image data acquired by the reference mark image data acquisition unit 51, and the imaging acquired by the captured mark image data acquisition unit 52 Based on the mark image data, A template data creation unit 53 for creating template data used for rate matching, and for the captured mark image data captured by the captured mark image data acquisition unit 52 using the template data created by the template data creation unit 53, Based on the template matching unit 54 that performs template matching and the result of template matching performed in the template matching 54, a shift in the relative positional relationship between the substrate 12 and the exposure head 30 is acquired, and the substrate 12 is determined based on the acquired shift. On the basis of the exposure position determination unit 55 for determining the exposure position of the exposure image above and the raster data converted by the raster conversion processing unit 50, frame data at each exposure timing is created, and the frame data The exposure image data creation unit 56 performs correction based on the exposure position determined by the exposure position determination unit 55, the frame data corrected by the exposure image data creation unit 56, and the exposure timing determined by the exposure position determination unit 55. And an exposure head controller 57 for outputting a control signal to each exposure head 30 based on the above. In addition, the exposure apparatus includes a controller that controls the entire apparatus.

なお、上記各構成要素の作用については後で詳述する。   The operation of each component will be described in detail later.

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。   Next, the operation of the exposure apparatus 10 will be described with reference to the drawings.

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。   The exposure apparatus 10 moves the substrate 12 placed on the moving stage 14 in the stage moving direction, and sequentially outputs a control signal from the exposure head control unit 57 to the exposure head 30 along with the movement. A desired exposure pattern is exposed on the substrate 12 by forming exposure points in time series on the substrate.

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。   When exposure is performed as described above, correction is performed in accordance with a shift in the relative positional relationship between the substrate 12 and the exposure head 30.

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が、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。   When performing the above correction, so-called template matching is performed, in which captured mark image data in captured image data captured by the camera 26 is recognized. First, a method for creating template data used for the template matching will be described. .

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、ベク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。   First, in the data creation device 40, exposure image data in a vector data format representing an exposure image to be exposed on the substrate 12 is created. Then, the exposure image data in the vector data format is input to the raster conversion processing unit 50, and is converted into exposure image data in the raster data format.

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が、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。   Here, the exposure image data in the vector data format includes the reference mark image data corresponding to the reference mark 12a together with the wiring pattern data with a predetermined relative positional relationship.

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において、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。   The raster image format exposure image data converted by the raster conversion processing unit 50 is output to the reference mark image data acquisition unit 51. The reference mark image data acquisition unit 51 converts the exposure data from the raster data format into the reference mark. Image data is extracted and acquired as reference image data together with the background image data. Then, the reference image data acquired as described above is output to the template data creation unit 53 and stored. The reference image data is binary data.

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。   On the other hand, the reference image data is stored in the template data creation unit 53 as described above, and the reference mark 12 a provided on the substrate 12 is imaged by the camera 26.

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に示す位置からガイド２０に沿って一旦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。   Specifically, first, the moving stage 14 is moved from the position shown in FIG. 1 along the guide 20 to a predetermined initial position on the upstream side by the moving mechanism, and then moved toward the downstream side at a desired speed. Let The upstream side is the right side in FIG. 1, that is, the side where the scanner 24 is installed with respect to the gate 22, and the downstream side is the left side in FIG. 26 is the side where it is installed.

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、コントローラからカメラ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１２ａ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ものとする。   Then, the output pulses of the linear encoder described above are counted, and when the count reaches a predetermined value, a control signal is output from the controller to the camera 26, and the reference mark 12a is imaged by the camera 26. The predetermined value is a value that is counted when the reference mark 12a on the substrate 12 falls within the shooting angle of view of the camera 26, and is set in advance.

そして、コントローラから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。   Then, the reference mark 12a is imaged by the camera 26 in accordance with a control signal from the controller, and the imaging mark image data acquisition unit that captures the captured mark image data representing the reference mark 12a and the background image data representing the background image as captured image data. Is output to 52. The captured image data is acquired as digital data. The captured image data is multi-value data. The captured image data acquired as described above is output to the template data creation unit 53 and stored.

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。   Next, the operation of the template data creation unit 53 will be described.

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において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ロー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６５とを備えている。   Specifically, as illustrated in FIG. 6, the template creation unit 53 includes a first reduction processing unit 60 that performs reduction processing on the input reference image data, and binarization processing on the input captured image data. The binarization processing unit 61 to be applied, the reduced reference image data subjected to the reduction processing reduced by the first reduction processing unit 60, and the binary captured image subjected to the binarization processing in the binarization processing unit 61 A template matching unit 62 that performs template matching with data, a filling unit 63 that performs a filling process based on a result of template matching performed by the template matching unit 62, and virtual template data generated by performing the filling process in the filling unit 63 The second reduction processing unit 64 that performs the reduction processing, and the reduction that has been subjected to the reduction processing in the second reduction processing unit 64 And a low-pass filter processing section 65 for generating a template data by performing low-pass filtering process on the virtual template data.

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。   Here, the operation of the template creation unit 53 will be described with reference to FIG.

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から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。   First, the first reduction processing unit 60 performs reduction processing on the reference image data so as to have the same size (resolution) as the captured image data. As the reduction process, for example, an average reduction process may be performed. As described above, the reference image data is binary data. The magnification in the reduction process is determined by the scale of the exposure image data in the vector data format, the magnification of the lens of the camera 26, and the sensor area of the image sensor of the camera 26. The reduction processing may be performed on the reference image data in the raster data format as in the present embodiment, or the exposure image data in the vector data format is changed to the exposure image data in the raster data format. Reduction processing may be performed when raster conversion is performed. Since the lens of the camera 26 includes a magnification error, it is possible to create highly accurate template data that matches each lens by considering this. Further, when the average reduction process is used as the reduction process, it is preferable that the resolution of the reference image data is n times (n is a natural number of 2 or more) the resolution of the captured image data.

一方、２値化処理部６１において、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い。   On the other hand, the binarization processing unit 61 performs binarization processing on the captured image data. Any known process may be used as the binarization process.

そして、テンプレートマッチング部６２において、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。
Then, the template matching unit 62 performs template matching between the reduced reference image data and the binarized captured image data. That is, template matching is performed between binarized image data. As template matching, for example, template matching based on the residual sum of squares or absolute value residual is performed. Specifically, for example, the binarized captured image data is the input image in FIG. 8A, and the reduced reference image data is the template image in FIG. 8B, as shown in FIG. 8A. The template image is moved with respect to the input image, and the following formula (1) or the following formula (2) is sequentially calculated along with the movement, and the calculated value, that is, the position of the template image that minimizes the dissimilarity Ask for.

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値化撮像画像データにおける２値化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）。   By performing template matching as described above, the reduced reference mark image data in the reduced reference image data and the binarized captured mark image data in the binarized captured image data are substantially matched (see the center diagram in FIG. 7). .

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。   Then, the brightness value of the coordinates of the captured mark image data corresponding to the coordinates of the reduced reference mark image data is acquired, and the brightness value of the coordinates of the captured background image data corresponding to the coordinates of the reduced background image data is acquired. The luminance value is multi-value data.

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。   Then, the brightness value of the captured mark image data and the brightness value of the captured background image data acquired as described above are output to the painting unit 63. In the filling unit 63, the coordinate value of the reference mark image data in the reference image data before reduction is replaced with the luminance value of the imaging mark image data, and the coordinate value of the background image data in the reference image data is It is replaced with the luminance value of the imaged background image data. In the present embodiment, the luminance value replacement process as described above is referred to as a fill process, and the process subjected to the fill process is referred to as virtual template data.

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６４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っ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ってしまう。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。   Then, the virtual template data acquired as described above is output to the second reduction processing unit 64. Then, in the second reduction processing unit 64, reduction processing is performed again so that the same size (resolution) as the captured image data is obtained. As the reduction process, for example, an average reduction process may be performed. Note that reduced virtual template data considering aliasing can be obtained by performing the average reduction processing as described above. That is, since the above-described filling process is a simple data replacement process, the edge portion of the virtual template data becomes image data in which a step without blur is conspicuous as shown in FIG. On the other hand, the captured image data captured by the camera 26 is image data in which the edge portion is blurred. Therefore, an average reduction process is performed in order to match this.

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ロー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。   Then, the reduced virtual template data subjected to the reduction process as described above is output to the low-pass filter processing unit 65. Then, the low-pass filter processing unit 65 performs low-pass filter processing according to the frequency characteristics of the captured image data. The captured image data captured by the camera 26 is a blurred image that has been subjected to low-pass filter processing to prevent aliasing during sampling. Therefore, low-pass filter processing is performed to match this. That is, the low-pass filter process performed in the low-pass filter processing unit 65 is a process for making the blur condition of the captured image data the same as the blur condition of the template data. As the low-pass filter process, for example, a process using a Gaussian filter is performed. Then, σ may be determined according to the characteristics of the lens of the camera 26 and the image sensor.

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。   The reduced virtual template data subjected to the low-pass filter processing as described above is acquired as template data and stored in the template creation unit 53.

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い、露光画像を露光する作用について説明する。   Next, description will be given of the operation of performing exposure by exposing the exposed image by performing template matching using the template data created as described above and performing correction.

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。   First, the moving stage 14 is moved again to a predetermined initial position on the upstream side by the moving mechanism, and then moved toward the downstream side at a desired speed.

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、コントローラからカメラ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。   As described above, the output pulses of the linear encoder are counted, and when the count reaches a predetermined value, a control signal is output from the controller to the camera 26, and the reference mark 12a is imaged by the camera 26.

そして、コントローラから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。   Then, the reference mark 12a is imaged by the camera 26 in accordance with a control signal from the controller, and the imaging mark image data acquisition unit that captures the captured mark image data representing the reference mark 12a and the background image data representing the background image as captured image data. 52.

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において、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。   The captured image data acquired by the captured mark image data acquisition unit 52 is output to the template matching unit 54. On the other hand, the template data stored in the template data creation unit 53 is also output to the template matching unit 54. Then, the template matching unit 54 performs template matching between the captured image data and the template data.

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（１）または下式（２）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。
As the template matching, for example, template matching based on the residual sum of squares or the absolute value residual is performed as described above. Specifically, for example, the captured image data is the input image in FIG. 8 (A), the template data is the template image in FIG. 8 (B), and the input image is as shown in FIG. 8 (A). As the template image is moved, the following formula (1) or formula (2) is sequentially calculated along with the movement, and the calculated value, that is, the position of the template image that minimizes the dissimilarity is obtained.

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５５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。   Then, the position of the template image obtained as described above is output to the drawing position determination unit 55, and the drawing position determination unit 55 determines the position of the template image and the reference mark position information of the reference mark 12a set in advance. Based on this error, an exposure timing in the stage movement direction of the moving stage 14 and a correction coefficient indicating the shift amount of the exposure point in the direction orthogonal to the stage movement direction are calculated.

上記のようにして描画位置決定部５５におい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。   The correction coefficient calculated in the drawing position determination unit 55 as described above is output to the exposure image data creation unit 56. The exposure image data creation unit 56 stores the exposure image data in the raster data format output from the raster conversion processing unit 50 in advance, and the exposure image data creation unit 56 adds the above-described exposure image data in the raster data format to the exposure image data. Based on the correction coefficient, correction according to the deviation is performed.

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。   Then, the moving stage 14 is moved from the downstream side to the upstream side at a desired speed by the moving mechanism.

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、露光ヘッド制御部５７からは上記補正係数に基づいた、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。   Then, when the tip of the substrate 12 is detected by the camera 26, exposure is started. Specifically, a control signal based on the corrected exposure image data is output from the exposure head controller 57 to the DMD 36 of each exposure head 30, and the exposure head 30 moves the micromirror of the DMD 36 based on the input control signal. The substrate 12 is exposed by turning on and off. The exposure head controller 57 outputs a control signal based on the correction coefficient, that is, at an exposure timing corresponding to the deviation.

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の後端がカメラ１２により検出されると露光が終了する。   As the moving stage 14 moves, a control signal is sequentially output to each exposure head 30 to perform exposure. When the rear end of the substrate 12 is detected by the camera 12, the exposure ends.

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ついて説明したが、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もできる。   In the above-described embodiment, the exposure apparatus including the DMD as the spatial light modulation element has been described. However, in addition to the reflective spatial light modulation element, a transmissive spatial light modulation element can also be used.

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。   In the above embodiment, a so-called flood bed type exposure apparatus has been described as an example. However, a so-called outer drum type exposure apparatus having a drum around which a photosensitive material is wound may be used. The above-described embodiment can also be applied to various drawing methods (inkjet drawing or the like) for drawing based on image data.

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く、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。   Moreover, the board | substrate 12 which is the exposure object of the said embodiment may be not only a printed wiring board but the board | substrate of a flat panel display. The shape of the substrate 12 may be a sheet shape or a long shape (flexible substrate or the like).

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The perspective view which shows schematic structure of the exposure apparatus using one Embodiment of the template data creation method and apparatus of this invention 図１の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図1 is a perspective view showing the configuration of a scanner of the exposure apparatus in FIG. （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(A) is a plan view showing an exposed region formed on the exposure surface of the substrate, and (B) is a plan view showing an array of exposure areas by each exposure head. 図１の露光装置の露光ヘッドにおけるＤＭＤを示す図The figure which shows DMD in the exposure head of the exposure apparatus of FIG. 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1 is a block diagram showing an electrical configuration of an exposure apparatus using an embodiment of the present invention. テンプレートデータ作成部の詳細を示すブロック図Block diagram showing details of template data creation unit 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Diagram for explaining how to create template data テンプレートマッチングの方法を説明するための図Diagram for explaining template matching method 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Schematic diagram showing virtual template data before average reduction processing 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Schematic diagram showing virtual template data after average reduction processing 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Schematic diagram showing template data after low-pass filter processing

符号の説明Explanation of symbols

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） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exposure apparatus 12 Substrate 12a Reference mark 14 Moving stage 18 Installation stand 20 Guide 22 Gate 24 Scanner 26 Camera 30 Exposure head 32 Exposure area 36 DMD
51 Reference Mark Image Data Acquisition Unit 52 Imaging Mark Image Data Acquisition Unit 53 Template Data Creation Unit 54 Template Matching Unit 55 Exposure Position Determination Unit (Drawing Position Determination Unit)

Claims (14)

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、
前記撮像マーク画像データを取得するとともに、該撮像マーク画像データの解像度よりも高い解像度を有する前記マークを表す基準マーク画像データを前記描画面に描画すべき描画データから取得し、
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テンプレートデータ作成方法。 Template matching for recognizing the imaging mark image data when drawing an image at a predetermined drawing position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface A template data creation method used for
Acquiring the imaging mark image data, obtaining reference mark image data representing the mark having a resolution higher than the resolution of the imaging mark image data from the drawing data to be drawn on the drawing surface,
Replace the value of the reference mark image data with the corresponding value of the imaging mark image data to obtain virtual template data,
A template data creation method characterized by creating the template data having the same resolution as that of the imaged mark image data by performing a reduction process on the acquired virtual template data . 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１記載のテンプレートデータ作成方法。 Template data creation method according to claim 1, characterized by using the average reduction processing as the reduction process. 前記縮小処理の施された前記仮想テンプレートデータに対して、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または２記載のテンプレートデータ作成方法。 3. The template data is created by performing low-pass filter processing according to frequency characteristics of the captured mark image data on the virtual template data subjected to the reduction processing. Template data creation method. 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３いずれか１項記載のテンプレートデータ作成方法。 Template data creation method of claims 1 3 or 1, wherein said obtaining the reference mark image data as binary data. 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４いずれか１項記載のテンプレートデータ作成方法。 The imaging mark data and / or template data creation method of claims 1 4 or 1, wherein said obtaining the template data as the multi-level data. 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５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。 A template used for recognizing the imaging mark image data when drawing an image at a predetermined position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface Matching,
6. Template matching characterized by using template data created by the template data creation method according to any one of claims 1 to 5 . 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５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。 A drawing method for drawing an image at a predetermined drawing position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface,
Template data is created using the template data creation method according to any one of claims 1 to 5 ,
Recognizing the imaging mark image data by performing template matching using the created template data,
Determining the drawing position based on the position indicated by the recognized imaging mark image data;
A drawing method, wherein the image is drawn at the determined drawing position. 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、
前記撮像マーク画像データの解像度よりも高い解像度を有する前記マークを表す基準マーク画像データを前記描画面に描画すべき描画データから取得する基準マーク画像データ取得部と、
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テンプレートデータ作成部とを備えてものであることを特徴とするテンプレートデータ作成装置。 Template matching for recognizing the imaging mark image data when drawing an image at a predetermined drawing position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface An apparatus for creating template data used for
An imaging mark image data acquisition unit for acquiring the imaging mark image data;
A reference mark image data acquisition unit that acquires reference mark image data representing the mark having a resolution higher than the resolution of the imaging mark image data from drawing data to be drawn on the drawing surface ;
The value of the reference mark image data is replaced with the corresponding value of the captured mark image data to obtain virtual template data, and the obtained virtual template data is subjected to a reduction process to obtain the same resolution as the captured mark image data A template data creation apparatus comprising a template data creation unit for creating the template data having resolution . 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８記載のテンプレートデータ作成装置。 9. The template data creation apparatus according to claim 8, wherein the template data creation unit uses an average reduction process as the reduction process. 前記テンプレートデータ作成部が、前記縮小処理の施された前記仮想テンプレートデータに対して、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８または９記載のテンプレートデータ作成装置。 The template data creation unit creates the template data by performing a low-pass filter process corresponding to the frequency characteristics of the captured mark image data on the virtual template data subjected to the reduction process. 10. The template data creation device according to claim 8 or 9, characterized in that 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８から１０いずれか１項記載のテンプレートデータ作成装置。 The reference mark image data acquisition unit, a template data creating apparatus according 1 0 any one of claims 8, characterized in that it is intended to obtain the reference mark image data as binary data. 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８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。 The imaging mark data and / or the template data template data generating apparatus according to 1, 1 to any one of claims 8, characterized in that to obtain a multi-valued data. 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８から１２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。 A template used for recognizing the imaging mark image data when drawing an image at a predetermined position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface A template matching device that performs matching,
A template data creating apparatus of claims 8 1 2 any one of claims,
A template matching device comprising: a template matching unit that performs template matching using template data created by the template data creation device. 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８から１２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ッチング部と、
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置に基づい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。 A drawing device that draws an image at a predetermined drawing position on the drawing surface based on a position indicated by imaging mark image data obtained by imaging a mark formed on the drawing surface,
A template data creating apparatus of claims 8 1 2 any one of claims,
A template matching unit that performs template matching using the template data created by the template data creation unit and recognizes the captured mark image data;
A drawing position determining unit that determines the drawing position based on the position indicated by the imaging mark image data recognized by the template matching unit;
A drawing apparatus comprising: a drawing unit that draws the image at a drawing position determined by the drawing position determination unit.
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