【手続補正書】
【提出日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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（以降、「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記載の画像処理装置。
【請求項３】
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記載の画像処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】画像処理装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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画像処理装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来の画像処理装置は、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を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）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
以上、３タイプの従来の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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
以上、説明したように、従来の画像処理装置は、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という問題があった。
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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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画像処理装置を提供することを目的とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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（以降、「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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、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。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１は、本発明の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。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
次に、この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４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。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図２は本発明に係る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。
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、旋回補正動作によリ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。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示す画像処理装置のブロック図である。
【図２】図１の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。