(57)【要約】      （修正有）【課題】直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部から構成されて旋回駆動部を有さない旋回駆動部レス位置決めステージ機構に対して、平行駆動部と旋回駆動部を有する旋回駆動部付位置決めステージ機構と同様に１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することのできる画像処理装置を提供する。【解決手段】直線駆動部の変位量から旋回駆動部付位置決めステージ機構部座標系におけるステージの平行・旋回補正値を演算する補正値演算部４と、ステージ旋回中心位置を特定し、前記平行・旋回補正値を直線駆動部変位量に変換するステージ座標／補正値変換部１１とを設けた。【選択図】図１
2008256411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行運動部と旋回運動部を有する位置決めステージ上に搭載された対象物の平行ズレ量と角度ズレ量を検出し、前記位置決めステージの駆動部を動作させて前記対象物を所定の位置・姿勢に補正する補正値を求める位置決め用画像処理装置であって、
前記対象物の平行移動を行うための直線駆動部と前記対象物の旋回移動を行うための旋回駆動部を有する位置決めステージ機構（以後、「旋回駆動部付位置決めステージ機構」という）による補正動作に必要な平行・旋回の補正値を前記平行ズレ量と前記角度ズレ量から求める補正値演算部を備えた位置決め用画像処理装置において、
前記旋回駆動部を有さずに前記直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構（以後、「旋回駆動部レス位置決めステージ機構」という）による補正動作に必要な直線駆動部に対する補正値を求めるステージ座標／補正値変換部を備え、
前記ステージ座標／補正値変換部が、
前記位置決めステージの平行・旋回変位量をステージ原点位置からの変位量として取り扱い、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量情報から前記位置決めステージの平行・旋回変位量に変換することと、
前記平行ズレ量と前記角度ズレ量より求めた平行・旋回の補正値から前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量に変換することを特徴とする位置決め用画像処理装置。
【請求項２】
前記ステージ座標／補正値変換部が、機構部座標系における位置決めステージの旋回中心位置を前記ステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定し、
旋回補正動作により発生する前記対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出し、
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により前記対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めることを特徴とする請求項１記載の位置決め用画像処理装置。
【請求項３】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台の上に、第１直線運動案内部と第２直線運動案内部と旋回運動案内部との重ね合わせからなる２軸平行・１軸旋回運動案内部の４組が矩形状の４点の位置に配設されその上にテーブル取付けられ、そのうちの３組にはそれぞれＸ１軸直線駆動部とＸ２軸直線駆動部とＹ軸直線駆動部が取付けられてなるものである位置決め用画像処理装置において、
前記各旋回運動案内部の旋回軸中心を通る仮想円の中心を仮想のステージ旋回中心として、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ１軸直線駆動部と前記Ｘ２軸直線駆動部と前記Ｙ軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ１0，ｘ２0，ｙ0として、前記位置決めステージ機構部の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記仮想円の半径をＲとし、前記各旋回軸中心のステージ機械座標系Ｘ軸から測った角度として定義された角度位置として、Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の角度位置をそれぞれθＸ１，θＸ２，θＹとして、前記ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、ステージ直線駆動部Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の現在値をそれぞれｘ１，ｘ２，ｙとしたとき、
前記ステージ座標／補正値変換部が、
角度θは以下の式１で求め、
【数１】
2008256411.tif 000030
式１で求められたステージ角度θと前記直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式２で求め、
【数２】
2008256411.tif 000031
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ１，Δｘ２，Δｙへの変換は以下の式３にて行う
【数３】
2008256411.tif 000032
ことを特徴とする請求項２記載の位置決め用画像処理装置。
【請求項４】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、もう一端には直線運動案内部を介してＹ２軸直線駆動部の先端に取付けられた旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対して固定されており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記テーブル面に対して前記直線運動案内部を介して取り付けられており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記機台に対してＸ方向には移動しないが、前記テーブル面に対しては自由に移動するので、ステージ旋回動作に伴って前記機台のＹ方向にのみ直線移動する構造となるものである位置決め用画像処理装置において、
前記Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構部の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換部が、
角度θは以下の式４で求め、
【数４】
2008256411.tif 000033
上式で求められたステージ角度θと前記各直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式５で求め、
【数５】
2008256411.tif 000034
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式６にて行う
【数６】
2008256411.tif 000035
ことを特徴とする請求項２記載の位置決め用画像処理装置。
【請求項５】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、もう一端の支持部にはＹ２旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２旋回運動案内部をＹ２軸直線駆動部と直線運動案内部とで支持し、前記Ｙ２軸直線駆動部が前記直線運動案内部を介して前記機台に固定され、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対してＸ方向に自由に移動するので、位置決めステージの旋回動作に伴ってテーブル面に固定された前記旋回運動案内部が円弧を描いて移動する構造となるものである位置決め用画像処理装置において、
ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換部が、
角度θは以下の式７で求め、
【数７】
2008256411.tif 000036
上式で求められたステージ角度θと前記Ｘ軸直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式８で求め、
【数８】
2008256411.tif 000037
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式９にて行う
【数９】
2008256411.tif 000038
ことを特徴とする請求項２記載の位置決め用画像処理装置。
【請求項６】
前記ステージ座標／補正値変換部にパラメータ設定部が接続され、前記パラメータ設定部には位置決めステージ機構の種類を特定するためのパラメータと、変換演算に使用するためのパラメータとが内蔵されており、前記パラメータ設定値に応じて前記ステージ座標／補正値変換部の動作を規定することにより、複数種類の位置決めステージ機構に対応できることを特徴とする請求項１記載の位置決め用画像処理装置。
【請求項７】
平行運動部と旋回運動部を有する位置決めステージ上に搭載された対象物の平行ズレ量と角度ズレ量を検出し、前記位置決めステージの駆動部を動作させて前記対象物を所定の位置・姿勢に補正する補正値を求める位置決め用画像処理方法であって、
旋回駆動部付位置決めステージ機構による補正動作に必要な平行・旋回の補正値を前記平行ズレ量と角度ズレ量から求める補正値演算ステップを備えた位置決め用画像処理方法において、
旋回駆動部レス位置決めステージ機構による補正動作に必要な直線駆動部に対する補正値を求めるステージ座標／補正値変換ステップを備え、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、
前記位置決めステージの平行・旋回変位量をステージ原点位置からの変位量として取り扱い、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量情報から前記位置決めステージの平行・旋回変位量に変換するステップと、
前記平行ズレ量と前記角度ズレ量より求めた平行・旋回の補正値から前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量に変換するステップを備えたことを特徴とする位置決め用画像処理方法。
【請求項８】
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、
機構部座標系における位置決めステージの旋回中心位置をステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定するステップと、
旋回補正動作により発生する前記対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出するステップと、
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により前記対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めるステップと、を備えたことを特徴とする請求項７記載の位置決め用画像処理方法。
【請求項９】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台の上に、第１直線運動案内部と第２直線運動案内部と旋回運動案内部との重ね合わせからなる２軸平行・１軸旋回運動案内部の４組が矩形状の４点の位置に配設されその上にテーブル取付けられ、そのうちの３組にはそれぞれＸ１軸直線駆動部とＸ２軸直線駆動部とＹ軸直線駆動部が取付けられてなるものである位置決め用画像処理方法において、
前記各旋回運動案内部の旋回軸中心を通る仮想円の中心を仮想のステージ旋回中心として、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ１軸直線駆動部と前記Ｘ２軸直線駆動部と前記Ｙ軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ１0，ｘ２0，ｙ0として、前記位置決めステージ機構部の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記仮想円の半径をＲとし、前記各旋回軸中心のステージ機械座標系Ｘ軸から測った角度として定義された角度位置として、Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の角度位置をそれぞれθＸ１，θＸ２，θＹとして、前記ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、ステージ直線駆動部Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の現在値をそれぞれｘ１，ｘ２，ｙとしたとき、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、
角度θは以下の式１で求め、
【数１０】
2008256411.tif 000039
式１で求められたステージ角度θと前記直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式２で求め、
【数１１】
2008256411.tif 000040
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ１，Δｘ２，Δｙへの変換は以下の式３にて行う
【数１２】
2008256411.tif 000041
ことを特徴とする請求項８記載の位置決め用画像処理方法。
【請求項１０】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、もう一端には直線運動案内部を介してＹ２軸直線駆動部の先端に取付けられた旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対して固定されており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記テーブル面に対して前記直線運動案内部を介して取り付けられており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記機台に対してＸ方向には移動しないが、前記テーブル面に対しては自由に移動するので、ステージ旋回動作に伴って前記機台のＹ方向にのみ直線移動する構造となるものである位置決め用画像処理方法において、
ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、
角度θは以下の式４で求め、
【数１３】
2008256411.tif 000042
上式で求められたステージ角度θと前記各直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式５で求め、
【数１４】
2008256411.tif 000043
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式６にて行う
【数１５】
2008256411.tif 000044
ことを特徴とする請求項８記載の位置決め用画像処理方法。
【請求項１１】
前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、
機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、もう一端の支持部にはＹ２旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２旋回運動案内部をＹ２軸直線駆動部と直線運動案内部とで支持し、前記Ｙ２軸直線駆動部が前記直線運動案内部を介して前記機台に固定され、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対してＸ方向に自由に移動するので、位置決めステージの旋回動作に伴ってテーブル面に固定された前記旋回運動案内部が円弧を描いて移動する構造となるものである位置決め用画像処理方法において、
ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、
角度θは以下の式７で求め、
【数１６】
2008256411.tif 000045
上式で求められたステージ角度θと前記Ｘ軸直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式８で求め、
【数１７】
2008256411.tif 000046
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式９にて行う
【数１８】
2008256411.tif 000047
ことを特徴とする請求項８記載の位置決め用画像処理方法。
【請求項１２】
前記ステージ座標／補正値変換ステップにパラメータ設定ステップを含み、前記パラメータ設定ステップでパラメータを設定することにより、位置決めステージ機構の種類を特定し、かつ特定された前記位置決めステージ機構の種類の変換演算が行なわれて、そのパラメータ設定値に応じて前記ステージ座標／補正値変換部の動作を規定することにより、複数種類の位置決めステージ機構に対応できることを特徴とする請求項７記載の位置決め用画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行運動部と旋回運動部を有する位置決めステージ上に搭載された対象物の平行ズレ量と角度ズレ量を検出して、位置決めステージの駆動部を動作させて対象物を所定の位置・姿勢に補正するための補正値を求める位置決め用画像処理装置および位置決め用画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の位置決め用画像処理装置は、対象物上の少なくとも２箇所の位置決めマーク位置を認識することで平行ズレ量と角度ズレ量を検出して、対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めている。
ここで求められる補正値は、対象物の平行移動を行うための直線駆動部と旋回移動を行うための旋回駆動部を有する位置決めステージ機構においては直接使用して補正動作することが可能であるが、直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構（例えば、特許文献１参照）に対しては、旋回駆動部に対する角度変位量である補正値を与えても直接使用して補正動作することはできず、ステージ制御装置において直線駆動部の変位量に変換した上で動作させなければならないという問題がある。
図３は従来の位置決め用画像処理装置のブロック図である。
図において、各ブロック部は回路またはソフトで実現している。３０１は主演算部、３０２は画像入力部、３０３はカメラ、３０４は補正値演算部、３０５はステージ座標／補正値入出力部、３０６はヒューマンインタフェイス部、３０７は入力装置、３０８は表示器、３０９は位置決めステージ機構制御装置である。
図において、カメラ３０３にて撮像された対象物の位置決めマーク画像（図４の４１０ａ，４１０ｂ）は画像入力部３０２に入力され、主演算部３０１と補正値演算部３０４により演算処理されて補正値が算出され、ステージ座標／補正値入出力部３０５を通じて位置決めステージ機構制御装置３０９に出力される。
補正値演算部３０４での補正値演算においては、位置決めステージ機構制御装置３０９からステージ座標／補正値入出力部３０５を通じて入力されたステージ旋回中心位置座標と旋回角度を補正値演算に使用する。
なお、主演算部３０１には、ヒューマンインタフェイス部３０８が接続され、入力装置３０７による操作入力と表示器８への画面出力を行っている。
【特許文献１】特開平１１−２４５１２８号公報（第１６頁、図４）
【０００３】
図４は、旋回駆動部を有する位置決めステージ機構の概念図である。
図において、４０１は機台、４０２はテーブル、４０３はＸ軸直線駆動部、４０４はＹ軸直線駆動部、４０５は旋回駆動部、４０６は対象物、４０７はステージ制御装置、４０８は画像処理装置、４０９ａと４０９ｂはカメラ、４１０ａと４１０ｂは位置決めマークである。
機台４０１の上に、４０３，４０４のＸ−Ｙ直線駆動部と、旋回駆動部４０５が取付けられ、その上にテーブル４０２が取付けられ、位置決めマーク４１０ａと４１０ｂの形成された対象物４０６が搭載される。４０７はステージ制御装置であり、画像処理装置４０８から受取った補正値を使用して各駆動軸を制御する。
画像処理装置４０８は、２台のカメラ４０９ａと４０９ｂによりそれぞれ位置決めマーク４１０ａと４１０ｂを撮像してマーク位置を認識し、対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を補正値演算部３０４（図３）において算出する。
【０００４】
図５は、特許文献１に開示された図４とは異なる原理の別の位置決めステージ機構の概念図である。
図において、５０１は機台、５０２はテーブル、５０３は第１直線運動案内部、５０４は第２直線運動案内部、５０５は旋回運動案内部、５０６はＸ１軸直線駆動部、５０７はＸ２軸直線駆動部、５０８はＹ軸直線駆動部、５０９は２軸平行・１軸旋回運動案内部である。
機台５０１の上にテーブル５０２が、第１直線運動案内部５０３、第２直線運動案内部５０４、旋回運動案内部５０５からなる２軸平行・１軸旋回運動案内部５０９の４組を介して取付けられており、そのうちの３組には直線駆動部５０６，５０７，５０８が取付けられ、図示しないステージ制御装置からの指令により動作させている。
テーブル５０２をテーブル中心に対して旋回させる場合には、ステージ制御装置に組み込まれた幾何学的に定まる所定旋回角度と直線駆動部変位量との関係式により旋回補正値から直線駆動部５０６，５０７，５０８の変位量に変換してから制御を行う。
また、旋回補正動作により発生する対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出して、位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正するための補正値を求めることは、物理的に１点に定まる（図４のような）ステージ旋回中心の存在する旋回駆動部を有する位置決めステージ機構においては容易であるが、特許文献に記載の（図５のような）位置決めステージ機構では、中抜き構造が可能となり、ステージ全高を低くでき、かつステージ上の任意の位置を中心として旋回移動できる利点を備える一方で、物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在せず、直線駆動部の位置情報から機構部座標系におけるステージの旋回中心位置を特定することが困難であり、旋回補正を実行した後で旋回補正動作によって発生した平行ズレ量に対して、再度位置決めマーク位置の認識から平行補正動作を実行しなければならないという問題があった。
【０００５】
図６は、図５と同じく旋回駆動部を有さない位置決めステージ機構であるが、構成が図５とは異なるの別の位置決めステージ機構の例である。
図において、６０１は機台、６０２はテーブル、６０３は荷重支持部、６０４は旋回運動案内部、６０５はＸ軸直線駆動部、６０６はＹ１軸直線駆動部、６０７はＹ２軸直線駆動部、６０８は直線運動案内部である。
機台６０１の上にテーブル６０２が、荷重支持部６０３を介して取付けられており、テーブルの一端の支持部にはＸ軸直線駆動部６０５、Ｙ１軸直線駆動部６０６の先端に取付けられた旋回運動案内部６０４が取付けられ、もう一端には直線運動案内部６０８を介してＹ２軸直線駆動部６０７の先端に取付けられた旋回運動案内部６０４が取付けられている。
このように、図６の位置決めステージ機構は特許文献１にある位置決めステージ機構とは異なる機構であるため、当然、旋回補正値Δθから直線駆動部６０６，６０７駆動量への変換演算は異なるものである。
【０００６】
以上、３タイプの従来の位置決め用画像処理装置を示したが、これらは以下の（ａ）と（ｂ）の２つのグループに分けることができる。
（ａ）図４のように物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在する位置決めステージ機構に対しては、位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めることによりマーク認識を１回で実行している。
（ｂ）これに対して、図５および図６のような、物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在しない位置決めステージ機構に対しては、旋回補正動作用の位置決めマーク認識と平行補正動作用の位置決めマーク認識を２回に分けて実行し、さらに、旋回補正値についてはステージ制御装置において直線駆動部の変位量に変換しているのである。
また、ステージ制御装置では図５と図６のように種類の異なる機構の場合は、その種類に応じて異なる変換演算部が必要となった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上、説明したように、従来の位置決め用画像処理装置は、物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在する対象物の平行移動を行うための直線駆動部と旋回移動を行うための旋回駆動部を有する位置決めステージ機構に対しては、位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正を求めることによりマーク認識を１回で実行することができるが、物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在しない直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構に対しては旋回補正動作用の位置決めマーク認識と平行補正動作用の位置決めマーク認識を２回に分けて実行しなければならない問題があった。
さらに、旋回補正値についてステージ制御装置において直線駆動部の変位量に変換した上で動作させなければならないう問題があった。
また、ステージ制御装置では機構の種類に応じた異なる変換演算部が必要であるという問題もあった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、（図５〜図７のような）物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在しない位置決めステージ機構に対して、（図４のような）物理的に１点に定まるステージ旋回中心となる旋回軸が存在する位置決めステージ機構に対して行なうのと同様に、ステージ制御装置において変換不要で直接使用できる直線駆動部の補正値を求めるとともに、位置決めステージ機構座標系におけるステージの旋回中心位置を特定し、旋回補正動作により発生する対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出して、位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することのできる補正値を求めることを可能とし、さらに複数の機構に対して簡単なパラメータの設定だけで対応することができる位置決め用画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載の位置決め用画像処理装置の発明は、平行運動部と旋回運動部を有する位置決めステージ上に搭載された対象物の平行ズレ量と角度ズレ量を検出し、前記位置決めステージの駆動部を動作させて前記対象物を所定の位置・姿勢に補正する補正値を求める位置決め用画像処理装置であって、前記対象物の平行移動を行うための直線駆動部と前記対象物の旋回移動を行うための旋回駆動部を有する位置決めステージ機構（以後、「旋回駆動部付位置決めステージ機構」という）による補正動作に必要な平行・旋回の補正値を前記平行ズレ量と前記角度ズレ量から求める補正値演算部を備えた位置決め用画像処理装置において、
前記旋回駆動部を有さずに前記直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構（以後、「旋回駆動部レス位置決めステージ機構」という）による補正動作に必要な直線駆動部に対する補正値を求めるステージ座標／補正値変換部を備え、
前記ステージ座標／補正値変換部が、前記位置決めステージの平行・旋回変位量をステージ原点位置からの変位量として取り扱い、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量情報から前記位置決めステージの平行・旋回変位量に変換することと、前記平行ズレ量と前記角度ズレ量より求めた平行・旋回の補正値から前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量に変換することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の位置決め用画像処理装置において、前記ステージ座標／補正値変換部が、機構部座標系における位置決めステージの旋回中心位置をステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定し、旋回補正動作により発生する前記対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出し、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により前記対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の位置決め用画像処理装置に係り、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台の上に、第１直線運動案内部と第２直線運動案内部と旋回運動案内部との重ね合わせからなる２軸平行・１軸旋回運動案内部の４組が矩形状の４点の位置に配設されその上にテーブル取付けられ、そのうちの３組にはそれぞれＸ１軸直線駆動部とＸ２軸直線駆動部とＹ軸直線駆動部が取付けられてなるものである位置決め用画像処理装置において、前記各旋回運動案内部の旋回軸中心を通る仮想円の中心を仮想のステージ旋回中心として、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ１軸直線駆動部と前記Ｘ２軸直線駆動部と前記Ｙ軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ１0，ｘ２0，ｙ0として、前記位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記仮想円の半径をＲとし、前記各旋回軸中心のステージ機械座標系Ｘ軸から測った角度として定義された角度位置として、Ｘ１軸とＸ２とＹ軸の角度位置をそれぞれθＸ１，θＸ２，θＹとして、前記ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、ステージ直線駆動部Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の現在値をそれぞれｘ１，ｘ２，ｙとしたとき、
前記ステージ座標／補正値変換部が、角度θは以下の式１で求め、
【数１９】
2008256411.tif 000003
式１で求められたステージ角度θと前記直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式２で求め、
【数２０】
2008256411.tif 000004
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ１，Δｘ２，Δｙへの変換は以下の式３にて行う
【数２１】
2008256411.tif 000005
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の位置決め用画像処理装置に係り、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、もう一端には直線運動案内部を介してＹ２軸直線駆動部の先端に取付けられた旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対して固定されており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記テーブル面に対して前記直線運動案内部を介して取り付けられており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記機台に対してＸ方向には移動しないが、前記テーブル面に対しては自由に移動するので、ステージ旋回動作に伴って前記機台のＹ方向にのみ直線移動する構造となるものである位置決め用画像処理装置において、前記Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、前記ステージ座標／補正値変換部が、角度θは以下の式４で求め、
【数２２】
2008256411.tif 000006
上式で求められたステージ角度θと前記各直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式５で求め、
【数２３】
2008256411.tif 000007
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式６にて行う
【数２４】
2008256411.tif 000008
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の位置決め用画像処理装置に係り、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、もう一端の支持部にはＹ２旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２旋回運動案内部をＹ２軸直線駆動部と直線運動案内部とで支持し、前記Ｙ２軸直線駆動部が前記直線運動案内部を介して前記機台に固定され、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対してＸ方向に自由に移動するので、位置決めステージの旋回動作に伴ってテーブル面に固定された前記旋回運動案内部が円弧を描いて移動する構造となるものである位置決め用画像処理装置において、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構部の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、前記ステージ座標／補正値変換部が、角度θは以下の式７で求め、
【数２５】
2008256411.tif 000009
上式で求められたステージ角度θと前記Ｘ軸直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式８で求め、
【数２６】
2008256411.tif 000010
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式９にて行う
【数２７】
2008256411.tif 000011
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の位置決め用画像処理装置に係り、前記ステージ座標／補正値変換部にパラメータ設定部が接続され、前記パラメータ設定部には位置決めステージ機構の種類を特定するためのパラメータと、変換演算に使用するためのパラメータとが内蔵されており、前記パラメータ設定値に応じて前記ステージ座標／補正値変換部の動作を規定することにより、複数種類の位置決めステージ機構に対応できることを特徴とする。
請求項７記載の位置決め用画像処理方法の発明は、平行運動部と旋回運動部を有する位置決めステージ上に搭載された対象物の平行ズレ量と角度ズレ量を検出し、前記位置決めステージの駆動部を動作させて前記対象物を所定の位置・姿勢に補正する補正値を求める位置決め用画像処理方法であって、旋回駆動部付位置決めステージ機構による補正動作に必要な平行・旋回の補正値を前記平行ズレ量と角度ズレ量から求める補正値演算ステップを備えた位置決め用画像処理方法において、旋回駆動部レス位置決めステージ機構による補正動作に必要な直線駆動部に対する補正値を求めるステージ座標／補正値変換ステップを備え、前記ステージ座標／補正値変換ステップが、前記位置決めステージの平行・旋回変位量をステージ原点位置からの変位量として取り扱い、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量情報から前記位置決めステージの平行・旋回変位量に変換するステップと、前記平行ズレ量と前記角度ズレ量より求めた平行・旋回の補正値から前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構の前記直線駆動部の変位量に変換するステップを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の位置決め用画像処理方法において、前記ステージ座標／補正値変換ステップが、機構部座標系における位置決めステージの旋回中心位置をステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定するステップと、旋回補正動作により発生する前記対象物の平行変位量を求めることにより旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出するステップと、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により前記対象物を所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を求めるステップと、を備えたことを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の位置決め用画像処理方法において、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台の上に、第１直線運動案内部と第２直線運動案内部と旋回運動案内部との重ね合わせからなる２軸平行・１軸旋回運動案内部の４組が矩形状の４点の位置に配設されその上にテーブル取付けられ、そのうちの３組にはそれぞれＸ１軸直線駆動部とＸ２軸直線駆動部とＹ軸直線駆動部が取付けられてなるものである位置決め用画像処理方法において、前記各旋回運動案内部の旋回軸中心を通る仮想円の中心を仮想のステージ旋回中心として、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ１軸直線駆動部と前記Ｘ２軸直線駆動部と前記Ｙ軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ１0，ｘ２0，ｙ0として、前記位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記仮想円の半径をＲとし、前記各旋回軸中心のステージ機械座標系Ｘ軸から測った角度として定義された角度位置として、Ｘ１軸とＸ２とＹ軸の角度位置をそれぞれθＸ１，θＸ２，θＹとして、前記ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、ステージ直線駆動部Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の現在値をそれぞれｘ１，ｘ２，ｙとしたとき、前記ステージ座標／補正値変換ステップが、角度θは以下の式１で求め、
【数２８】
2008256411.tif 000012
式１で求められたステージ角度θと前記直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式２で求め、
【数２９】
2008256411.tif 000013
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ１，Δｘ２，Δｙへの変換は以下の式３にて行う
【数３０】
2008256411.tif 000014
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載の位置決め用画像処理方法において、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、もう一端には直線運動案内部を介してＹ２軸直線駆動部の先端に取付けられた旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対して固定されており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記テーブル面に対して前記直線運動案内部を介して取り付けられており、前記Ｙ２軸旋回運動案内部は前記機台に対してＸ方向には移動しないが、前記テーブル面に対しては自由に移動するので、ステージ旋回動作に伴って前記機台のＹ方向にのみ直線移動する構造となるものである位置決め用画像処理方法において、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、角度θは以下の式４で求め、
【数３１】
2008256411.tif 000015
上式で求められたステージ角度θと前記各直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式５で求め、
【数３２】
2008256411.tif 000016
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式６にて行う
【数３３】
2008256411.tif 000017
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項８記載の位置決め用画像処理方法において、前記旋回駆動部レス位置決めステージ機構が、機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられており、前記テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持し、Ｙ１軸旋回運動案内部の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心とし、もう一端の支持部にはＹ２旋回運動案内部が取付けられ、前記Ｙ２旋回運動案内部をＹ２軸直線駆動部と直線運動案内部とで支持し、前記Ｙ２軸直線駆動部が前記直線運動案内部を介して前記機台に固定され、前記Ｙ２軸直線駆動部は前記機台に対してＸ方向に自由に移動するので、位置決めステージの旋回動作に伴ってテーブル面に固定された前記旋回運動案内部が円弧を描いて移動する構造となるものである位置決め用画像処理方法において、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸直線駆動部のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、前記Ｘ軸直線駆動部と前記Ｙ１軸直線駆動部と前記Ｙ２軸軸直線駆動部の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２としたとき、
前記ステージ座標／補正値変換ステップが、角度θは以下の式７で求め、
【数３４】
2008256411.tif 000018
上式で求められたステージ角度θと前記Ｘ軸直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式８で求め、
【数３５】
2008256411.tif 000019
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式９にて行う
【数３６】
2008256411.tif 000020
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項７記載の位置決め用画像処理方法において、前記ステージ座標／補正値変換ステップにパラメータ設定ステップを含み、前記パラメータ設定ステップでパラメータを設定することにより、位置決めステージ機構の種類を特定し、かつ特定された前記位置決めステージ機構の種類の変換演算が行なわれて、そのパラメータ設定値に応じて前記ステージ座標／補正値変換部の動作を規定することにより、複数種類の位置決めステージ機構に対応できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１および７記載の発明によると、直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構に対して、ステージ制御装置における直線駆動部の補正値への変換演算を不要にすることができる。
また、請求項２および８記載の発明によると、直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することのできる補正値を求めることができる。
また、請求項３および９記載の発明によると、２軸平行・１軸旋回運動案内部を４組備えたタイプの旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することのできる補正値を求めることができる。
また、請求項４，５および１０，１１記載の発明によると、機台上にテーブルが荷重支持部を介して取付けられて、テーブルの一端の支持部にはＹ１旋回運動案内部が取付けられ、Ｙ１旋回運動案内部をＹ１軸直線駆動部とＸ軸直線駆動部とで支持するタイプの旋回駆動部レス位置決めステージ機構による１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することのできる補正値を求めることができる。
また、請求項６および１２記載の発明によると、ステージ制御装置における機構の種類に応じた複数の変換演算部を不要にすることができる。
【００１９】
以上のように、本発明によれば、図４の位置決めステージ機構の持つ（１回の補正動作により対象物を所定の位置・姿勢に補正することができるので制御が迅速になるという）長所と、図５〜図７の位置決めステージ機構の持つ（中抜き構造が可能となり、ステージ全高を低くでき、かつステージ上の任意の位置を中心として旋回移動できるという）長所を兼ね備えた画像処理装置が得られることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の位置決め用画像処理装置のブロック図である。
図において、各ブロック部は回路またはソフトで実現している。１は主演算部、２は画像入力部、３はカメラ、４は補正値演算部、５はステージ座標／補正値入出力部、６はヒューマンインタフェイス部、７は入力装置、８は表示器、９は位置決めステージ機構制御装置であり、１１は本発明によって設けられたステージ座標／補正値変換部、１２は同じく本発明によって設けられたパラメータ設定部である。
カメラ３にて撮像された対象物の位置決めマーク画像は画像入力部２に入力され、主演算部１と補正値演算部４により演算処理されて補正値が算出され、ステージ座標／補正値入出力部５を通じて位置決めステージ機構制御装置９に出力される。補正値演算部４においては、位置決めステージ機構制御装置９からステージ座標／補正値入出力部５を通じて入力されたステージ旋回中心位置座標と旋回角度を補正値演算に使用する。
なお、主演算部１には、ヒューマンインタフェイス部６が接続され、入力装置７による操作入力と表示器８への画面出力を行っている。
そして、本発明の装置が従来装置と異なる点は、上記のように、直線駆動部の変位量を機構部座標系におけるステージの平行・旋回変位量に変換しステージ旋回中心位置を特定する処理部として、また平行・旋回の補正値を直線駆動部変位量に変換する処理部として、ステージ座標／補正値変換部１１と、位置決めステージ機構の種類に応じてステージ座標／補正値変換部１１の動作の機能設定を行なわせるパラメータ設定部１２を備えたことである。
【００２２】
次に、この位置決め用画像処理装置の操作について説明する。
（ａ）図４のような位置決めステージ機構に用いられる場合：
対象物の平行移動を行うための直線駆動部と旋回移動を行うための旋回駆動部を有する図４のような位置決めステージ機構を使用して対象物の位置決めを行う場合は、位置決めステージ機構制御装置９からの駆動軸現在値情報であるステージ旋回中心位置座標と旋回角度を、ステージ座標／補正値変換部１１による変換を行わずステージ座標／補正値入出力部５を経由して補正値演算部へ送り補正値演算に使用するとともに、演算結果として求められた位置決めステージ機構の補正動作に必要な平行・旋回の補正値に対して変換を行わず位置決めステージ機構制御装置９に返し対象物の位置補正を行う。
（ｂ）図５〜図７のような位置決めステージ機構に用いられる場合：
これに対して、直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構を使用して対象物の位置決めを行う場合は、位置決めステージ機構制御装置９からの駆動軸現在値情報をステージ座標／補正値変換部１１にてステージ旋回中心位置座標と旋回角度情報へと変換し、前記と同様に補正値演算を行い、演算結果として平行・旋回の補正値を求め、これをステージ座標／補正値変換部１１を通して、位置決めステージ機構の補正動作に必要な直線駆動部の変位量に変換して位置決めステージ機構制御装置９に返し、対象物の位置補正を行う。
以下に、ステージ座標／補正値変換部１１の動作を具体例で示す。
【００２３】
〈図５の位置決めステージ機構の場合の補正〉：
図５に示す位置決めステージ機構においては、各旋回運動案内部の旋回軸中心を通る仮想円の中心を仮想のステージ旋回中心５１０として、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、Ｘ１軸直線駆動部５０６とＸ２軸直線駆動部５０７とＹ軸直線駆動部５０８の原点状態における現在値をそれぞれｘ１0，ｘ２0，ｙ0として、位置決めステージ機構部の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、仮想円の半径をＲとし、各旋回軸中心のステージ機械座標系Ｘ軸から測った角度として定義された角度位置として、Ｘ１軸とＸ２とＹ軸の角度位置をそれぞれθＸ１，θＸ２，θＹとして、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、ステージ直線駆動部Ｘ１軸とＸ２軸とＹ軸の現在値をそれぞれｘ１，ｘ２，ｙとしたとき、角度θは以下の式１で求められる。
【数３７】
2008256411.tif 000021
式１で求められたステージ角度θと直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式２で求められる。
【数３８】
2008256411.tif 000022
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ１，Δｘ２，Δｙへの変換は、以下の式３にて行う。
【数３９】
2008256411.tif 000023
【００２４】
〈図６の位置決めステージ機構の場合の補正〉：
図６に示す位置決めステージ機構では、Ｙ１軸旋回運動案内部６０４の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心としている。Ｙ２軸直線駆動部６０８は機台６０１に対して固定されており、Ｙ２軸旋回運動案内部６０５はテーブル面に対して直線運動案内部６０９を介して取り付けられている。Ｙ２軸旋回運動案内部６０５は機台６０１に対してＸ方向には移動しないが、テーブル面に対しては自由に移動するので、ステージ旋回動作に伴って機台６０１のＹ方向にのみ直線移動する構造となっている。
図６に示す位置決めステージ機構において、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、Ｘ軸直線駆動部６０６とＹ１軸直線駆動部６０７とＹ２軸直線駆動部６０８の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、
位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、Ｙ１軸直線駆動部６０７とＹ２軸直線駆動部６０８のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、
ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、Ｘ軸直線駆動部６０６とＹ１軸直線駆動部６０７とＹ２軸直線駆動部６０８の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２とし、角度θは以下の式４で求められる。
【数４０】
2008256411.tif 000024
上式で求められたステージ角度θと直線駆動部６０６〜６０８の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式５で求められる。
【数４１】
2008256411.tif 000025
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式６にて行う。
【数４２】
2008256411.tif 000026
【００２５】
〈図７の位置決めステージ機構の場合の補正〉：
図７に示す位置決めステージ機構は、図６に示す位置決めステージ機構とはＹ２軸直線駆動部７０８とＹ１旋回運動案内部７０４，Ｙ２旋回運動案内部７０５と直線運動案内部７０９の位置関係が異なっており、Ｙ２軸直線駆動部７０８が機台に対して固定されず、直線運動案内部７０９を介して取り付けられている。Ｙ１軸旋回運動案内部７０４の旋回軸中心を仮想のステージ旋回中心としている部分は同じである。Ｙ２軸直線駆動部７０８は機台７０１に対してＸ方向に自由に移動するので、位置決めステージの旋回動作に伴ってテーブル面に固定された旋回運動案内部７０５が円弧を描いて移動する構造となっている。
図７に示す位置決めステージ機構において、ステージ原点状態におけるステージ角度と旋回中心の座標が０であるものとし、Ｘ軸直線駆動部７０６とＹ１軸直線駆動部７０７とＹ２軸直線駆動部７０８の原点状態における現在値をそれぞれｘ0，ｙ１0，ｙ２0として、位置決めステージ機構の幾何学的位置関係を定義するパラメータとして、Ｙ１軸直線駆動部７０７とＹ２軸直線駆動部７０８のＸ軸方向の距離をｌ（小文字のエル）として、ステージ平行・旋回移動後のステージ旋回中心座標をｃｘ、ｃｙとし、ステージ角度をθとし、Ｘ軸直線駆動部７０６とＹ１軸直線駆動部７０７とＹ２軸軸直線駆動部７０８の現在値をそれぞれｘ，ｙ１，ｙ２とし、角度θは以下の式７で求められる。
【数４３】
2008256411.tif 000027
上式で求められたステージ角度θと直線駆動部の現在値より、ステージ旋回中心座標ｃｘ、ｃｙは以下の式８で求められる。
【数４４】
2008256411.tif 000028
平行・旋回の補正値ａｘ，ａｙ，ａθから、補正動作のための直線駆動部変位量Δｘ，Δｙ１，Δｙ２への変換は、以下の式９にて行う。
【数４５】
2008256411.tif 000029
【００２６】
なお、対象物の平行移動を行うための直線駆動部と旋回移動を行うための旋回駆動部を有する位置決めステージ機構と、直線駆動部と直線運動案内部と旋回運動案内部を組み合わせることにより旋回駆動部を有さずに平行・旋回移動を行う位置決めステージ機構とに対するステージ座標／補正値変換部１１の動作の切り替えは、変換部自体の動作を変更するだけでなく、変換部を通す／通さないの選択によっても良い。
なお、図６と図７では、「荷重支持部」としてそれぞれ６０３（図６）と７０３（図７）に示すようなボールで受けるようにして実現しているが、本発明はもちろんこれに限定されるものでなく、他の機構、例えば空気浮上や磁気浮上といったステージのテーブル面が平面上を自由に動くことができるような機構であればどのようなものでもよい。図４にあるような２軸平行・１軸旋回運動案内機構での荷重支持も当然可能である。
また、将来新規の位置決めステージ機構が考案された場合は、ステージ座標／補正値変換部１１に関係式を組込み、パラメータ設定部１２には変換演算に使用するパラメータを追加すればよい。
本実施例では、直線駆動部の変位量を機構部座標系におけるステージの平行・旋回変位量に変換しステージ旋回中心位置を特定する処理部として、また平行・旋回の補正値を直線駆動部変位量に変換する処理部として、１１のステージ座標／補正値変換部と１２のパラメータ設定部を備えているが、この処理部はソフトウェアで実現しても良い。
【００２７】
パラメータ設定部１２には、図４〜図７に示す位置決めステージ機構の種類を特定するためのパラメータと変換演算に使用するためのパラメータが内蔵されており、設定値に応じてステージ座標／補正値変換部１１の動作を規定する。
【００２８】
図２は本発明に係る位置決め用画像処理装置における位置決め補正値算出方法の処理フロー図で、（ａ）は初期設定フロー、（ｂ）は本発明に係る処理フローである。
（ｂ）の処理フローが開始される前に、まず、（ａ）に示す初期設定フローを実施しておく。（ａ）において、初期設定フローが開始すると、ステップＳ１１で直線駆動部が原点位置にあるときは、ステップＳ１２でその原点位置における現在位置データを原点データとして記憶させておく（初期設定）。
次に、（ｂ）に示す処理フローが開始すると、ステップＳ２１で原点データと直線駆動部の現在位置データの差を求め、以下Ｓ２２〜Ｓ２７へ順に進む。る。
Ｓ２２は直線駆動部の位置情報を原点位置からの変位量情報として算出するステップであり、
Ｓ２３は直線駆動部の変位量情報から機構部座標系におけるステージの平行・旋回変位量に変換するステップであり、
Ｓ２４は機構部座標系におけるステージの旋回中心位置をステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定するステップであり、
Ｓ２５は旋回補正動作により発生する対象物の平行変位量を求めて旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出するステップであり、
Ｓ２６は対象物を１回の補正動作により所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を同時に計算するステップであり、
Ｓ２７は平行・旋回の補正値から直線駆動部の変位量に変換するステップである。
このように図２の本発明の処理フローから判るように、本発明によれば、直線駆動部の位置情報を原点位置からの変位量情報として算出し、ステージの旋回中心位置をステージ原点位置における旋回中心位置からの変位量として特定しているので、旋回補正動作により発生する対象物の平行変位量を求めて旋回補正後の対象物位置をあらかじめ算出して、対象物を１回の補正動作により所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を同時に計算することができる。
【００２９】
以上、本発明によれば、対象物を１回の補正動作により所定の位置・姿勢に補正するための平行・旋回の補正値を同時に計算することができるので、ステージ制御装置の制御動作が迅速になり、しかも位置決めステージ機構を中抜き構造とすることが可能となるので、ステージ全高を低くでき、かつステージ上の任意の位置を中心として旋回移動できる位置決めステージ機構の長所も兼ね備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示す位置決め用画像処理装置のブロック図である。
【図２】図１の位置決め用画像処理装置における位置決め補正値算出方法の処理フロー図である。
【図３】従来の位置決め用画像処理装置のブロック図である。
【図４】旋回駆動部を有する位置決めステージ機構の概念図である。
【図５】旋回駆動部を有さない位置決めステージ機構の一例を示す概念図である。
【図６】旋回駆動部を有さない位置決めステージ機構の別の例を示す概念図である。
【図７】図６に示す位置決めステージ機構の変形例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  主演算部
２  画像入力部
３  カメラ
４  補正値演算部
５  ステージ座標／補正値入出力部
６  ヒューマンインタフェイス部
７  入力装置
８  表示器
９  位置決めステージ機構制御装置
１１  ステージ座標／補正値変換部
１２  パラメータ設定部
３０１  主演算部
３０２  画像入力部
３０３  カメラ
３０４  補正値演算部
３０５  ステージ座標／補正値入出力部
３０６  ヒューマンインタフェイス部
３０７  入力装置
３０８  表示器
３０９  位置決めステージ機構制御装置
４０１  機台
４０２  テーブル
４０３  Ｘ軸直線駆動部
４０４  Ｙ軸直線駆動部
４０５  旋回駆動部
４０６  対象物
４０７  ステージ制御装置
４０８  画像処理装置
４０９ａ 、４０９ｂ  カメラ
４１０ａ 、４１０ｂ  位置決めマーク
５０１  機台
５０２  テーブル
５０３  第１直線運動案内部
５０４  第２直線運動案内部
５０５  旋回運動案内部
５０６  Ｘ１軸直線駆動部
５０７  Ｘ２軸直線駆動部
５０８  Ｙ軸直線駆動部
５０９  ２軸平行・１軸旋回運動案内部
５１０  仮想旋回中心
６０１  機台
６０２  テーブル
６０３  荷重支持部
６０４  Ｙ１軸旋回運動案内部
６０５  Ｙ２軸旋回運動案内部
６０６  Ｘ軸直線駆動部
６０７  Ｙ１軸直線駆動部
６０８  Ｙ２軸直線駆動部
６０９  直線運動案内部
７０１  機台
７０２  テーブル
７０３  荷重支持部
７０４  Ｙ１軸旋回運動案内部
７０５  Ｙ２軸旋回運動案内部
７０６  Ｘ軸直線駆動部
７０７  Ｙ１軸直線駆動部
７０８  Ｙ２軸直線駆動部
７０９  直線運動案内部
【図１】
2008256411.tif 000048
【図２】
2008256411.tif 000049
【図３】
2008256411.tif 000050
【図４】
2008256411.tif 000051
【図５】
2008256411.tif 000052
【図６】
2008256411.tif 000053
【図７】
2008256411.tif 000054