(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づ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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づ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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づ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。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板や液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの基板に所定のパターンを記録する装置として、フォトリソグラフの技術を利用した露光装置が種々提案されている。
【０００３】
上記のような露光装置としては、たとえば、フォトレジストが塗布された基板上に光ビ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。
【０００４】
上記のような露光装置として、たとえば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤという）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）。
【０００５】
一般に、ＤＭＤ等の空間光変調素子は、各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するように格子状（マトリクス状）に配列されているが、この空間光変調素子を、走査方向（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。
【０００６】
ところで、上記のような複数の光ビームを同時に走査するための走査光学系の形態としては、定盤上を摺動可能な移動ステージを設け、基板を上記移動ステージ上に平面的に位置決めして、上記露光ヘッドから照射される光ビームの発光点の配列方向（ｘ方向）に対して略直交する方向（ｙ方向）に移動ステージを移動（走査）しながら、固定配置された露光ヘッドからの光ビームを照射する構造が好ましい。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
ここで、通常行われる手順としては、まず、移動ステージの定盤上での往路移動中にカメラによってマークを撮像して撮像マーク画像データを取得し、そして、次に、復路移動中に上記撮像マーク画像データが示す位置情報に基づいて露光位置を補正して露光を実行することになる。
【００１０】
ここで、上記のようにしてカメラによって撮像された撮像マーク画像データは、予め登録されているテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングすることによって認識され、その位置情報に基づいて上記補正が行われる。
【００１１】
そして、上記のようなテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータは、従来は、カメラでマークを撮像することによって取得されていた（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許第００５１３２７２３号明細書
【特許文献２】特開平１０−９７９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のようにしてテンプレートデータを取得したのでは、ノイズや光の反射のバラツキなどがある場合に、適切なテンプレートデータを取得することができず、撮像マーク画像データの認識を適切に行うことができないおそれがあった。
【００１３】
また、マークの形状を適切に表わした撮像マーク画像データを撮像できなかった場合には、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。
【００１４】
上記のような欠点を補うため、たとえば、予め人工的にテンプレートデータを作成する方法が考えられる。
【００１５】
しかしながら、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。
【００１６】
また、上記補正に用いられる撮像マーク画像データは多値データであるのに対し、人工的に作成されるテンプレートデータは２値データであるため、撮像マーク画像データの検出位置精度も低下するおそれがある。そして、撮像マーク画像データの検出位置精度を向上させるためには、テンプレートデータの値ができるだけ撮像マーク画像データに近いものであることが望ましい。
【００１７】
本発明は、上記のようなテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法および装置において、テンプレートデータを簡易に作成することができ、かつ撮像マーク画像データの検出位置精度を向上することができるテンプレートデータを作成することができるテンプレート作成方法および装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のテンプレートデータ作成方法は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成方法であって、描画面に描画すべき描画データ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。
【００１９】
また、上記本発明のテンプレートデータ作成方法においては、テンプレートデータの値として、撮像マーク画像データの値を用いるようにすることができる。
【００２０】
また、撮像マーク画像データの解像度よりも高い解像度の基準マーク画像データを取得し、基準マーク画像データの値を、対応する撮像マーク画像データの値に置き換えて仮想テンプレートデータを取得し、その取得した仮想テンプレートデータに縮小処理を施すことによって撮像マーク画像データの解像度と同じ解像度を有するテンプレートデータを作成するようにすることができる。
【００２１】
また、縮小処理として平均縮小処理を用いるようにすることができる。
【００２２】
また、撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施してテンプレートデータを作成するようにすることができる。
【００２３】
また、基準マーク画像データを２値データとして取得するようにすることができる。
【００２４】
また、撮像マークデータおよび/またはテンプレートデータを多値データとして取得するようにすることができる。
【００２５】
本発明のテンプレートマッチングは、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングであって、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。
【００２６】
本発明の描画方法は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画方法であって、上記本発明のテンプレートデータ作成方法を用いてテンプレートデータを作成し、その作成したテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って撮像マーク画像データを認識し、その認識した撮像マーク画像データが示す位置に基づ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。
【００２７】
本発明のテンプレートデータ作成装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するためのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートデータの作成装置であって、描画面に描画すべき描画データ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。
【００２８】
また、上記本発明のテンプレートデータ作成装置においては、テンプレートデータ作成部を、テンプレートデータの値として、撮像マーク画像データの値を用いるものとすることができる。
【００２９】
また、基準マーク画像データ取得部を、撮像マーク画像データの解像度よりも高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。
【００３０】
また、テンプレートデータ作成部を、縮小処理として平均縮小処理を用いるものとすることができる。
【００３１】
また、テンプレートデータ作成部を、撮像マーク画像データの周波数特性に応じたローパスフィルタ処理を施してテンプレートデータを作成するものとすることができる。
【００３２】
また、基準マーク画像データ取得部を、基準マーク画像データを２値データとして取得するものとすることができる。
【００３３】
また、撮像マークデータおよび/またはテンプレートデータを多値データとして取得するようにすることができる。
【００３４】
本発明のテンプレートマッチング装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の位置に画像を描画する際、撮像マーク画像データを認識するために行われるテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング装置であって、上記本発明のテンプレートデータ作成装置と、テンプレートデータ作成装置によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行うテンプレートマッチング部とを備えたことを特徴とする。
【００３５】
本発明の描画装置は、描画面に形成されたマークを撮像して得た撮像マーク画像データが示す位置に基づいて描画面の所定の描画位置に画像を描画する描画装置であって、上記テンプレートデータ作成装置と、そのテンプレートデータ作成部によって作成されたテンプレートデータを用いてテンプレートマッチングを行って撮像マーク画像データを認識するテンプレートマッチング部と、テンプレートマッチング部に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。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のテンプレートデータ作成方法および装置によれば、描画面に描画すべき描画データ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
次に、露光装置１０の電気的構成について説明する。
【００４９】
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。
【００５０】
なお、上記各構成要素の作用については後で詳述する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【数１】
0004712517.tif 000002
【数２】
0004712517.tif 000003
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【数３】
0004712517.tif 000004
【数４】
0004712517.tif 000005
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明のテンプレートデータ作成方法および装置の一実施形態を用いた露光装置の概略構成を示す斜視図
【図２】図１の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図
【図３】（Ａ）は基板の露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図
【図４】図１の露光装置の露光ヘッドにおけるＤＭＤを示す図
【図５】本発明の一実施形態を用いた露光装置の電気的構成を示すブロック図
【図６】テンプレートデータ作成部の詳細を示すブロック図
【図７】テンプレートデータを作成する方法を説明するための図
【図８】テンプレートマッチングの方法を説明するための図
【図９】平均縮小処理前の仮想テンプレートデータを示す模式図
【図１０】平均縮小処理後の仮想テンプレートデータを示す模式図
【図１１】ローパスフィルタ処理後のテンプレートデータを示す模式図
【符号の説明】
【００８９】
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）
【図１】
0004712517.tif 000006
【図２】
0004712517.tif 000007
【図３】
0004712517.tif 000008
【図４】
0004712517.tif 000009
【図５】
0004712517.tif 000010
【図６】
0004712517.tif 000011
【図８】
0004712517.tif 000012
【図９】
0004712517.tif 000013
【図７】
0004712517.tif 000014
【図１０】
0004712517.tif 000015
【図１１】
0004712517.tif 000016