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JP7633014B2 - Distortion correction processing device, distortion correction method, and program - Google Patents
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JP7633014B2 - Distortion correction processing device, distortion correction method, and program - Google Patents

Distortion correction processing device, distortion correction method, and program Download PDF

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Description

本発明は、歪曲収差補正処理装置、歪曲収差補正方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a distortion correction processing device, a distortion correction method, and a program.

インクジェットヘッドから対象物にインクを着弾させて描画するインクジェット装置、対象物にレーザビームを入射させて穴明け加工を行うレーザ加工装置、対象物である半導体基板にレーザビームを入射せてアニールを行うレーザアニール装置等において、対象物に設けられているアライメントマークを検出して対象物の位置決めが行われる。このとき、アライメントマークが写された画像の画像処理を行うことにより、アライメントマークの位置を検出する。 In inkjet devices that print on an object by ejecting ink from an inkjet head, laser processing devices that drill holes in an object by irradiating a laser beam onto the object, and laser annealing devices that irradiate a laser beam onto a semiconductor substrate (object) to anneal it, alignment marks on the object are detected to position the object. At this time, the position of the alignment mark is detected by performing image processing on the image showing the alignment mark.

アライメントマークの位置を高精度に検出するために、レンズの歪曲収差を補正することが好ましい(例えば、下記の特許文献1)。特許文献1に開示された歪曲収差補正方法では、像面の原点から歪み後の像までの距離(像高)を歪み前の距離に直す関数として5次元の多項補正式を設定している。この多項方程式を用いて、歪み後の距離を歪み前の距離に補正している。 In order to detect the position of the alignment mark with high accuracy, it is preferable to correct the distortion of the lens (for example, see Patent Document 1 below). In the distortion correction method disclosed in Patent Document 1, a five-dimensional polynomial correction equation is set as a function that converts the distance from the origin of the image plane to the distorted image (image height) to the distance before distortion. This polynomial equation is used to correct the distance after distortion to the distance before distortion.

特開2001-133223号公報JP 2001-133223 A

測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになると、像面の原点を中心とした周方向の位置によって、歪を補正すべき量が変化する。ところが、特許文献1に開示された補正方法では、像面の原点からの距離のみによって歪の補正を行っているため、撮像装置の光軸が斜めになった状態では高精度に歪曲収差の補正を行うことができない。 When the optical axis of the imaging device is tilted relative to the surface of the object to be measured, the amount of distortion to be corrected changes depending on the circumferential position around the origin of the image plane. However, in the correction method disclosed in Patent Document 1, distortion is corrected only based on the distance from the origin of the image plane, so distortion cannot be corrected with high precision when the optical axis of the imaging device is tilted.

本発明の目的は、測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになっている状態でも高精度に歪曲収差補正を行うことが可能な歪曲収差補正処理装置、歪曲収差補正方法、及びプログラムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a distortion correction processing device, a distortion correction method, and a program that can perform distortion correction with high accuracy even when the optical axis of the imaging device is oblique to the surface of the object to be measured.

本発明の一観点によると、
撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、前記像面におけるx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が記憶されている記憶部と、
補正対象箇所の前記像面内における座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定し、決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する処理部と
を備えた歪曲収差補正処理装置が提供される。
According to one aspect of the present invention,
a storage unit in which, when an xy Cartesian coordinate system is defined on an image plane of an imaging device, distortion correction information is stored which indicates, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point on the image plane, an x-coordinate correction factor for correcting an x-coordinate on the image plane, a y-coordinate correction factor for correcting a y -coordinate on the image plane, and a relationship with a distance from the reference point;
There is provided a distortion aberration correction processing device that includes a processing unit that selects at least one section from the plurality of sections based on the coordinates of the correction target section within the image plane, determines an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target section, and corrects the coordinates of the correction target section based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate .

本発明の他の観点によると、
撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内でのx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて、測定対象物を撮像し、
前記像面内の座標の補正を行う補正対象箇所を決定し、
前記補正対象箇所の前記像面内の位置に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定し、
決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する歪曲収差補正方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
an image of a measurement object is captured using an image capture device for which distortion aberration correction information indicating a relationship between an x- coordinate correction factor for correcting an x-coordinate in an image and a y-coordinate correction factor for correcting a y-coordinate in an image, and a distance from a reference point, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point in the image plane of the image capture device, is known when an x-y orthogonal coordinate system is defined on an image plane of the image capture device;
determining a correction target location for correcting coordinates within the image plane;
selecting at least one section from the plurality of sections based on a position of the correction target portion within the image plane;
determining an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location;
A distortion correction method is provided in which the coordinates of the correction target portion are corrected based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate .

本発明のさらに他の観点によると、
撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内でのx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて撮像された測定対象物の画像を取得する手順と、
前記撮像装置で撮像された画像から、補正を行う補正対象箇所を決定する手順と、
前記補正対象箇所の前記像面内の座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択する手順と、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定する手順と、
決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する手順と
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
According to yet another aspect of the present invention,
a step of acquiring an image of a measurement object captured using an imaging device for which distortion aberration correction information indicating a relationship between an x- coordinate correction factor for correcting an x-coordinate in an image and a y-coordinate correction factor for correcting a y-coordinate in an image, and a distance from a reference point, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point in an image plane of an imaging device, when an x-y Cartesian coordinate system is defined on an image plane of the imaging device, is known;
A step of determining a correction target portion to be corrected from an image captured by the imaging device;
selecting at least one section from the plurality of sections based on coordinates of the correction target area in the image plane;
determining an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and a distance from the reference point to the correction target location;
and a procedure for correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate .

像面を複数の区画に区分し、区画のそれぞれについて設定された歪曲収差補正情報を用いて歪の補正を行うことにより、測定対象物の表面に対して撮像装置の光軸が斜めになっている状態でも高精度に歪曲収差補正を行うことが可能である。 By dividing the image plane into multiple sections and correcting distortion using distortion correction information set for each section, it is possible to perform distortion correction with high precision even when the optical axis of the imaging device is tilted relative to the surface of the object being measured.

図1は、実施例による歪曲収差補正処理装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a distortion correction processing device according to an embodiment. 図2は、歪曲収差補正情報の内容を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the contents of the distortion aberration correction information. 図3は、補正対象箇所の像面内の座標を補正する方法を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining a method of correcting the coordinates of the correction target portion in the image plane. 図4は、補正対象箇所の像面内の座標を補正する手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for correcting the coordinates of the correction target area in the image plane. 図5Aは、行列状に並ぶ複数のマークを、テレセンレンズを用いて撮像した像の分布を示す図であり、図5Bは、マークの像の座標から、本実施例による方法を用いて算出したマークの補正後の座標を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing the distribution of images of multiple marks arranged in a matrix, captured using a telecentric lens, and FIG. 5B is a diagram showing the corrected coordinates of the marks calculated from the coordinates of the mark images using the method of this embodiment. 図6A及び図6Bは、それぞれ撮像装置の光軸が測定対象物の表面に対して垂直である場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面内のマークの像を示す図であり、図6Cは、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。6A and 6B are diagrams showing images of a mark in the image plane when it is assumed that there is no distortion and when it is assumed that there is distortion when the optical axis of the imaging device is perpendicular to the surface of the object to be measured, and FIG. 6C is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor Dx in the x-direction for the diagonal direction of the image plane and the distance r from the center point of the image plane. 図7A及び図7Bは、それぞれ撮像装置の光軸が測定対象物の表面に対して傾斜し得いる場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面内のマークの像を示す図であり、図7Cは、像面の4本の対角方向を区別することなく、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフであり、図7Dは、区画Q1~Q4のそれぞれを区別して、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。7A and 7B are diagrams showing images of a mark in the image plane when it is assumed that there is no distortion and when it is assumed that there is distortion, respectively, when the optical axis of the imaging device can be inclined with respect to the surface of the object to be measured. FIG. 7C is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor D x in the x direction for the diagonal directions of the image plane and the distance r from the center point of the image plane, without distinguishing between the four diagonal directions of the image plane. FIG. 7D is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor D x in the x direction for the diagonal directions of the image plane and the distance r from the center point of the image plane, distinguishing between each of the sections Q1 to Q4. 図8Aは、他の実施例によるインクジェット描画装置の概略正面図であり、図8Bは、可動テーブル、インク吐出ユニット、及び撮像装置の平面視における位置関係を示す図である。FIG. 8A is a schematic front view of an inkjet drawing device according to another embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing the positional relationship in a plan view of a movable table, an ink ejection unit, and an imaging device. 図9は、インクジェット描画装置で描画を行う手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flow chart showing a procedure for performing drawing using the inkjet drawing device.

図1~図9を参照して、一実施例による歪曲収差補正処理装置について説明する。
図1は、一実施例による歪曲収差補正処理装置10のブロック図である。本実施例による歪曲収差補正処理装置10は、入出力インタフェース部11、処理部12、及び記憶部13を備えている。処理部12には、例えばコンピュータが用いられる。記憶部13に、コンピュータが実行するプログラム14が格納されている。記憶部13には、さらに歪曲収差補正情報15が格納されている。歪曲収差補正情報15の内容については、後に図2を参照して説明する。記憶部13として、例えばハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)等の補助記憶装置が用いられる。
A distortion correction processing device according to one embodiment will be described with reference to FIGS.
1 is a block diagram of a distortion aberration correction processing device 10 according to an embodiment. The distortion aberration correction processing device 10 according to this embodiment includes an input/output interface unit 11, a processing unit 12, and a storage unit 13. The processing unit 12 is, for example, a computer. The storage unit 13 stores a program 14 executed by the computer. The storage unit 13 further stores distortion aberration correction information 15. The contents of the distortion aberration correction information 15 will be described later with reference to FIG. 2. The storage unit 13 is, for example, an auxiliary storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).

処理部12は、撮像装置40から入出力インタフェース部11を介して画像データを取得する。処理部12は画像解析を行うことにより、画像内のアライメントマークの像の座標を検出する。この像の座標は、レンズの歪曲収差の影響を受けて実際のアライメントマークの位置を示す実座標からずれている。処理部12は、記憶部13に格納されている歪曲収差補正情報15を用いて、像の座標を補正し、アライメントマークの実座標との誤差を小さくする。その後、補正された座標を、入出力インタフェース部11を介して制御装置50に引き渡す。制御装置50は、アライメントマークの補正後の座標に基づいて、種々の処理を行う。処理部12と制御装置50とを、共通のコンピュータで実現してもよい。この場合には、処理部12は、入出力インタフェース部11を介することなく、アライメントマークの補正後の座標を制御装置50に引き渡す。 The processing unit 12 acquires image data from the imaging device 40 via the input/output interface unit 11. The processing unit 12 performs image analysis to detect the coordinates of the image of the alignment mark in the image. The coordinates of this image are affected by lens distortion aberration and deviate from the actual coordinates indicating the actual position of the alignment mark. The processing unit 12 corrects the coordinates of the image using distortion aberration correction information 15 stored in the memory unit 13 to reduce the error with the actual coordinates of the alignment mark. The corrected coordinates are then passed to the control device 50 via the input/output interface unit 11. The control device 50 performs various processes based on the corrected coordinates of the alignment mark. The processing unit 12 and the control device 50 may be realized by a common computer. In this case, the processing unit 12 passes the corrected coordinates of the alignment mark to the control device 50 without going through the input/output interface unit 11.

図2は、歪曲収差補正情報15の内容を示す図である。撮像装置40(図1)の像面41に、基準点Oを原点とするxy直交座標系が定義される。撮像装置40の画界内の物点が像面41に転写される。像面41は例えば正方形または長方形であり、基準点Oは正方形または長方形の中心である。x軸及びy軸は、像面41のいずれかの辺に平行になるように定義される。 Figure 2 is a diagram showing the contents of the distortion aberration correction information 15. An xy Cartesian coordinate system with a reference point O as the origin is defined on the image plane 41 of the imaging device 40 (Figure 1). Object points within the field of view of the imaging device 40 are transferred to the image plane 41. The image plane 41 is, for example, a square or rectangle, and the reference point O is the center of the square or rectangle. The x-axis and y-axis are defined to be parallel to one of the sides of the image plane 41.

像面41が、基準点Oから放射状に延びる複数の境界線BLで複数の区画Q1~Q4に区分されている。本実施例の場合には、基準点Oと像面41の各辺の中点とを接続する線分を境界線BLとして採用する。4本の境界線BLは、x軸の正の部分、負の部分、及びy軸の正の部分、負の部分に相当し、区画Q1~Q4は、それぞれxy座標系の第1象限~第4象限に相当する。 The image surface 41 is divided into a number of sections Q1 to Q4 by a number of boundary lines BL extending radially from a reference point O. In this embodiment, the line segments connecting the reference point O and the midpoints of each side of the image surface 41 are used as the boundary lines BL. The four boundary lines BL correspond to the positive and negative parts of the x-axis and the positive and negative parts of the y-axis, and the sections Q1 to Q4 correspond to the first to fourth quadrants of the xy coordinate system, respectively.

レンズの歪曲収差等の影響により、ある観測点に対応する像点Pの位置は、レンズに収差が無いと仮定した場合の像点Pの位置からずれる。歪曲収差補正情報15は、像点Pの座標を補正して、無収差時の像点Pの座標を得るための情報であり、x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dを含む。 Due to the influence of lens distortion aberration, etc., the position of image point P1 corresponding to a certain observation point shifts from the position of image point P0 when it is assumed that the lens has no aberration. Distortion aberration correction information 15 is information for correcting the coordinates of image point P1 to obtain the coordinates of image point P0 when there is no aberration, and includes a coordinate correction rate Dx in the x direction and a coordinate correction rate Dy in the y direction.

次に、区画Q1についての歪曲収差補正情報15の求め方について説明する。位置が既知の複数のマークが形成されている観測対象物を撮像装置40(図1)で撮像して画像を取得する。複数のマークは、例えば格子模様の格子点である。観測対象物の基準点となるマークの像が像面41の基準点Oに一致するまで観測対象物を移動させる。例えば、マークを撮像した画像を解析してマークの像の位置を検出し、検出結果に基づいて観測対象物を移動させることにより、基準点となるマークの像を像面41の基準点Oに一致させることができる。両者の一致の精度を高める為に、この手順を複数回繰り返してもよい。 Next, a method for obtaining the distortion aberration correction information 15 for section Q1 will be described. An object to be observed, on which multiple marks with known positions are formed, is imaged by the imaging device 40 (Fig. 1) to obtain an image. The multiple marks are, for example, lattice points of a lattice pattern. The object to be observed is moved until the image of the mark serving as the reference point of the object to be observed coincides with reference point O on the image plane 41. For example, the image of the mark is analyzed to detect the position of the image of the mark, and the object to be observed is moved based on the detection result, thereby making it possible to match the image of the mark serving as the reference point with reference point O on the image plane 41. This procedure may be repeated multiple times to increase the accuracy of the match between the two.

得られた画像を解析することにより、複数のマークの像点から、基準点Oを一端とする区画Q1の対角線上に位置する複数の像点を抽出する。抽出された複数の像点のうち1つの像点をPと表記する。像点Pに対応する無収差時の像点をPと表記する。画像解析を行うことにより、像点Pの座標を求める。像点Pに対応する無収差時の像点Pの座標を(x,y)と表記し、像点Pの座標を(x,y)と表記する。x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dを、以下の式で定義する。

Figure 0007633014000001
By analyzing the obtained image, multiple image points located on the diagonal line of section Q1 with reference point O at one end are extracted from the image points of the multiple marks. One of the extracted multiple image points is denoted as P1 . The image point without aberration corresponding to image point P1 is denoted as P0 . The coordinates of image point P1 are obtained by performing image analysis. The coordinates of image point P0 without aberration corresponding to image point P1 are denoted as ( x0 , y0 ), and the coordinates of image point P1 are denoted as ( x1 , y1 ). The coordinate correction rate Dx in the x direction and the coordinate correction rate Dy in the y direction are defined by the following equations.
Figure 0007633014000001

x方向の座標補正率Dは、基準点Oから無収差時の像点Pまでのx方向の長さxに対する無収差時の像点Pから実際の像点Pまでのx方向の変位量x-xの比である。y方向の座標補正率Dyは、基準点Oから無収差時の像点Pまでのy方向の長さyに対する無収差時の像点Pから実際の像点Pまでのy方向の変位量y-yの比である。一般的にレンズの歪曲収差は、像面の中心において小さく、周辺部において大きい。このため、座標補正率D、Dは、基準点Oからの距離rに依存する。 The coordinate correction rate D x in the x direction is the ratio of the amount of displacement x 1 -x 0 in the x direction from the image point P 0 when there is no aberration to the actual image point P 1 to the length x 0 in the x direction from the reference point O to the image point P 0 when there is no aberration. The coordinate correction rate Dy in the y direction is the ratio of the amount of displacement y 1 -y 0 in the y direction from the image point P 0 when there is no aberration to the length y 0 in the y direction from the reference point O to the image point P 0 when there is no aberration. Generally, the distortion aberration of a lens is small at the center of the image surface and large at the periphery. For this reason, the coordinate correction rates D x and D y depend on the distance r from the reference point O.

横軸を基準点Oから実際の像点Pまでの距離rとし、縦軸をx方向の座標補正率Dとするグラフ上に、対角線上の複数の像点Pについての測定結果をプロットする。プロットされた複数の点の分布を近似する近似曲線を決定する。これにより、図2に示すように、区画Q1についてx方向の座標補正率Dが距離rの関数として定義される。同様に、y方向の座標補正率Dも、距離rの関数として定義される。これにより、区画Q1について、歪曲収差補正情報15が求まる。図2に示した区画Q1についての歪曲収差補正情報15のグラフにおいて、x方向の座標補正率D及びy方向の座標補正率Dの一例を、それぞれ太い実線及び細い実線で示す。 Measurement results for a plurality of image points P1 on a diagonal line are plotted on a graph with the horizontal axis representing the distance r from the reference point O to the actual image point P1 and the vertical axis representing the coordinate correction rate Dx in the x direction. An approximation curve that approximates the distribution of the plurality of plotted points is determined. As a result, as shown in FIG. 2, the coordinate correction rate Dx in the x direction for the section Q1 is defined as a function of the distance r. Similarly, the coordinate correction rate Dy in the y direction is also defined as a function of the distance r. As a result, the distortion aberration correction information 15 for the section Q1 is obtained. In the graph of the distortion aberration correction information 15 for the section Q1 shown in FIG. 2, an example of the coordinate correction rate Dx in the x direction and the coordinate correction rate Dy in the y direction are respectively indicated by a thick solid line and a thin solid line.

同様の方法で、他の区画Q2~Q4についても、歪曲収差補正情報15を求めることができる。求められた歪曲収差補正情報15は、記憶部13(図1)に格納されている。歪曲収差が基準点Oを中心とした放射方向に依存しない場合には、座標補正率D、Dは区画Q1~Q4の間でほぼ同一になる。ところが、実際には種々の要因によって座標補正率D、Dが区画Q1~Q4の間でばらつく。ばらつきの要因として、例えば観測対象物の表面に対する撮像装置40の光軸の傾斜等が挙げられる。 In a similar manner, distortion correction information 15 can be obtained for the other sections Q2 to Q4. The obtained distortion correction information 15 is stored in the storage unit 13 (FIG. 1). If the distortion does not depend on the radial direction centered on the reference point O, the coordinate correction factors D x and D y will be approximately the same among the sections Q1 to Q4. However, in reality, the coordinate correction factors D x and D y vary among the sections Q1 to Q4 due to various factors. One factor that may cause the variation is, for example, the inclination of the optical axis of the imaging device 40 with respect to the surface of the observed object.

次に、図3及び図4を参照して像面41内のある箇所(以下、補正対象箇所という。)の座標を無収差時の座標に補正する方法について説明する。
図3は、補正対象箇所Ptの像面41内の座標を補正する方法を説明するためのグラフである。図4は、補正対象箇所Ptの像面41内の座標を補正する手順を示すフローチャートである。
Next, a method of correcting the coordinates of a certain location in the image plane 41 (hereinafter referred to as a correction target location) to the coordinates when no aberration occurs will be described with reference to FIGS.
Fig. 3 is a graph for explaining a method of correcting the coordinates of the correction target portion Pt on the image plane 41. Fig. 4 is a flowchart showing a procedure for correcting the coordinates of the correction target portion Pt on the image plane 41.

まず、像面41内の補正対象箇所Ptを決定する。補正対象箇所Ptは、例えばアライメントマークの像の中心点に相当する。補正対象箇所Ptの位置に基づいて、4つの区画Q1~Q4から2つの区画を選択する(ステップS1)。例えば、4つの区画Q1~Q4を仕切る境界線BLのうち、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線BLの両側の2つの区画を選択する。図3においては、y軸の正の部分が、この条件を満たす境界線BLに相当する。y軸の正の部分の両側の2つの区画Q1及びQ2が選択される。 First, the correction target location Pt in the image plane 41 is determined. The correction target location Pt corresponds to, for example, the center point of the image of the alignment mark. Based on the position of the correction target location Pt, two sections are selected from the four sections Q1 to Q4 (step S1). For example, of the boundary lines BL that separate the four sections Q1 to Q4, two sections on either side of the boundary line BL that forms the smallest angle with the direction from the reference point O toward the correction target location Pt are selected. In FIG. 3, the positive part of the y-axis corresponds to the boundary line BL that satisfies this condition. The two sections Q1 and Q2 on either side of the positive part of the y-axis are selected.

次に、選択した2つの区画Q1、Q2についての歪曲収差補正情報15(図1、図2)に基づいて、基準点Oから補正対象箇所Ptまでの距離rに対応する区画Q1、Q2の座標補正率D、Dを加重平均することにより、補正対象箇所Ptの位置における座標補正率Dxt(r)、Dyt(r)を求める(ステップS2)。例えば、基準点Oから、選択した2つの区画Q1、Q2の幾何中心に向かう方向(区画Q1、Q2の対角方向に相当)と、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度に基づいて、加重平均を行う。 Next, based on the distortion aberration correction information 15 (FIGS. 1 and 2) for the two selected sections Q1 and Q2, the coordinate correction rates Dx and Dy of the sections Q1 and Q2 corresponding to the distance r from the reference point O to the correction target point Pt are weighted-averaged to obtain the coordinate correction rates Dxt (r) and Dyt (r) at the position of the correction target point Pt (step S2). For example, the weighted average is calculated based on the angle between the direction from the reference point O toward the geometric center of the two selected sections Q1 and Q2 (corresponding to the diagonal direction of the sections Q1 and Q2) and the direction from the reference point O toward the correction target point Pt.

基準点Oから、選択した2つの区画Q1、Q2の幾何中心に向かう方向と、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度を、それぞれθ、θと表記したとき、補正対象箇所Ptにおける座標補正率Dxt(r)、Dyt(r)は、以下の式で表される。

Figure 0007633014000002
ここで、Dx1(r)、Dy1(r)は、それぞれ区画Q1について求められたx方向及びy方向の座標補正率であり、Dx2(r)、Dy2(r)は、それぞれ区画Q2について求められたx方向及びy方向の座標補正率である。 When the angles between the direction from the reference point O toward the geometric centers of the two selected sections Q1 and Q2 and the direction from the reference point O toward the correction target location Pt are denoted as θ1 and θ2 , respectively, the coordinate correction rates Dxt (r) and Dyt (r) at the correction target location Pt are expressed by the following equations.
Figure 0007633014000002
Here, D x1 (r) and D y1 (r) are the coordinate correction rates in the x and y directions, respectively, obtained for section Q1, and D x2 (r) and D y2 (r) are the coordinate correction rates in the x and y directions, respectively, obtained for section Q2.

次に、補正対象箇所Ptにおける加重平均された座標補正率Dxt、Dytに基づいて、補正対象箇所Ptの像面内の座標を補正する(ステップS3)。例えば、補正対象箇所Ptの座標を(x,y)と表記し、補正後の座標を(x,y)と表記したとき、補正後の座標を以下の式を用いて算出する。

Figure 0007633014000003
Next, the coordinates of the correction target point Pt in the image plane are corrected based on the weighted average coordinate correction rates D xt and D yt in the correction target point Pt (step S3). For example, when the coordinates of the correction target point Pt are expressed as (x 1 , y 1 ) and the corrected coordinates are expressed as (x 0 , y 0 ), the corrected coordinates are calculated using the following formula:
Figure 0007633014000003

次に、図5A及び図5Bを参照して本実施例の優れた効果について説明する。
図5Aは、行列状に並ぶ複数のマークを、テレセンレンズを用いて撮像した像の分布を示す図である。なお、図5Aでは、無収差時におけるマークの像から実際の像までのずれ量を100倍に拡大して表している。図5Aでは、樽型の歪曲収差が生じていることがわかる。
Next, the excellent effects of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
Fig. 5A is a diagram showing the distribution of images of a plurality of marks arranged in a matrix, captured using a telecentric lens. Note that Fig. 5A shows the amount of deviation between the image of the marks when there is no aberration and the actual image, enlarged by 100 times. Fig. 5A shows that barrel distortion occurs.

図5Bは、マークの実際の像の座標から、本実施例による方法を用いて算出したマークの像の補正後の座標を示す図である。図5Bにおいても、無収差時におけるマークの像から座標補整後の像までのずれ量を100倍に拡大して表している。図5Bに示すように、歪曲収差が補正され、元の行列状の配置に近い分布が得られていることがわかる。 Figure 5B shows the coordinates of the corrected mark image calculated from the coordinates of the actual mark image using the method of this embodiment. Figure 5B also shows the deviation from the mark image without aberration to the image after coordinate correction, enlarged 100 times. As shown in Figure 5B, it can be seen that the distortion aberration is corrected and a distribution close to the original matrix arrangement is obtained.

このように、上記実施例による方法を用いることにより、レンズの歪曲収差を補正して、マークの像の座標を、無収差時の座標に近付けることができる。 In this way, by using the method according to the above embodiment, the lens distortion aberration can be corrected and the coordinates of the mark image can be brought closer to the coordinates without aberration.

次に、図6A~図6C、図7A~図7Dを参照して、撮像装置40(図1)の光軸が測定対象物の表面に対して傾いた状態でも、歪曲収差を高精度に補正することができる理由について説明する。 Next, with reference to Figures 6A to 6C and Figures 7A to 7D, we will explain why distortion aberration can be corrected with high precision even when the optical axis of the imaging device 40 (Figure 1) is tilted with respect to the surface of the object to be measured.

図6A及び図6Bは、それぞれ撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して垂直である場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面41内のマークの像を示す図である。図6A及び図6Bの横軸及び縦軸は、それぞれx方向及びy方向の位置を表している。格子模様の格子点に複数のマークが配置されている。図6A及び図6Bにおいてマークの像を黒く塗りつぶした丸記号で示す。 Figures 6A and 6B are diagrams showing the image of the mark in the image plane 41 when it is assumed that there is no distortion and when there is distortion, respectively, when the optical axis of the imaging device 40 is perpendicular to the surface of the object to be measured. The horizontal and vertical axes of Figures 6A and 6B represent the position in the x and y directions, respectively. Multiple marks are placed at the lattice points of the lattice pattern. In Figures 6A and 6B, the image of the mark is indicated by a filled-in circle symbol.

歪曲収差が無いと仮定した場合には、図6Aに示すように、複数のマークの像の位置が正方格子の格子点に一致する。歪曲収差があると仮定した場合には、図6Bに示すようにマークの像の位置が格子点からずれる。図6Bでは、一般的なレンズの歪曲収差よりも著しく大きな樽型の歪曲収差が発生していると仮定している。 If it is assumed that there is no distortion, the positions of the images of the multiple marks coincide with the lattice points of a square lattice, as shown in Figure 6A. If it is assumed that there is distortion, the positions of the images of the marks deviate from the lattice points, as shown in Figure 6B. In Figure 6B, it is assumed that barrel distortion, which is significantly larger than the distortion of a typical lens, occurs.

図6Cは、像面の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係を、4つの対角方向を区別することなくプロットしたグラフである。歪曲収差は、像面の中心点を回転中心とした回転方向に対する依存性が低いため、4つの対角方向についてプロットした複数の測定点は、1本の近似曲線で精度よく近似することができる。 6C is a graph plotting the relationship between the x-direction coordinate correction factor Dx for the diagonal directions of the image plane and the distance r from the center point of the image plane without distinguishing between the four diagonal directions. Since distortion has low dependency on the direction of rotation about the center point of the image plane, the multiple measurement points plotted in the four diagonal directions can be accurately approximated by a single approximation curve.

図7A及び図7Bは、それぞれ撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾斜している場合に、歪曲収差が無いと仮定した場合及び歪曲収差があると仮定した場合の像面41内のマークの像を示す図である。図7A及び図7Bの横軸及び縦軸は、それぞれx方向及びy方向の位置を表している。格子模様の格子点に複数のマークが配置されている。図7A及び図7Bにおいてマークの像を黒く塗りつぶした丸記号で示す。 Figures 7A and 7B are diagrams showing the image of a mark in the image plane 41 when it is assumed that there is no distortion and when there is distortion, respectively, when the optical axis of the imaging device 40 is tilted with respect to the surface of the object to be measured. The horizontal and vertical axes of Figures 7A and 7B represent positions in the x and y directions, respectively. Multiple marks are placed at the lattice points of the lattice pattern. In Figures 7A and 7B, the image of the mark is indicated by a filled-in circle symbol.

撮像装置の40の光軸が傾いているため、図7Aに示すように、歪曲収差が無いと仮定した場合でもマークの像の位置が格子点からずれる。歪曲収差が無いため、測定対象物上の直線の像は、像面内でも直線になる。例えば、複数のマークが分布する領域の外周線が正方形である場合、像面41内においてマークの像が分布する領域の外周線が台形になる。 Because the optical axis of the imaging device 40 is tilted, as shown in FIG. 7A, the position of the mark image is shifted from the lattice point even if it is assumed that there is no distortion. Because there is no distortion, the image of a straight line on the measurement object will also be a straight line within the image plane. For example, if the perimeter of an area in which multiple marks are distributed is a square, the perimeter of the area in which the mark images are distributed within the image plane 41 will be a trapezoid.

図7Aに示したマークの像の分布に対して、図6Bに示した歪曲収差と同一の収差が生じると仮定すると、歪曲収差があると仮定した場合のマークの像が分布する領域は、図7Bに示したように、台形と樽型とを合成したような形状になる。 If we assume that the same distortion aberration as that shown in Figure 6B occurs in the distribution of the mark images shown in Figure 7A, the area in which the mark images are distributed when it is assumed that there is distortion will have a shape that resembles a combination of a trapezoid and a barrel shape, as shown in Figure 7B.

図7Cは、像面41の4本の対角方向を区別することなく、像面41の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面41の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。歪曲収差の大きさや向きが対角方向の間で異なっているため、プロットされた測定点は、図6Cに示した場合と比べて、縦軸方向に広い範囲に分布する。この分布に対して1本の近似曲線を設定したとしても、近似曲線から求まる座標補正率と、各測定点における座標補正率との誤差が大きい。 Fig. 7C is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor Dx in the x direction for the diagonal directions of the image plane 41 and the distance r from the center point of the image plane 41, without distinguishing between the four diagonal directions of the image plane 41. Since the magnitude and direction of the distortion aberration differ between the diagonal directions, the plotted measurement points are distributed over a wider range in the vertical axis direction than in the case shown in Fig. 6C. Even if one approximation curve is set for this distribution, there is a large error between the coordinate correction factor calculated from the approximation curve and the coordinate correction factor at each measurement point.

図7Dは、区画Q1~Q4のそれぞれを区別して、像面41の対角方向についてのx方向の座標補正率Dと、像面の中心点からの距離rとの関係をプロットしたグラフである。グラフ中の四角記号、三角記号、及び丸記号は、それぞれ区画Q2、Q3、Q4の対角線上に位置する測定点についてプロットしている。なお、区画Q1についても、複数の測定点について座標補正率を算出しているが、図7Dには測定点を示していない。 7D is a graph plotting the relationship between the coordinate correction factor Dx in the x direction in the diagonal direction of the image plane 41 and the distance r from the center point of the image plane, with each of the sections Q1 to Q4 being distinguished from the others. The square symbols, triangle symbols, and circle symbols in the graph are plotted for the measurement points located on the diagonal lines of the sections Q2, Q3, and Q4, respectively. Note that for the section Q1 as well, the coordinate correction factor is calculated for a plurality of measurement points, but the measurement points are not shown in FIG. 7D.

図7Dのグラフ中の細い破線、細い実線、太い破線、及び太い実線は、それぞれ区画Q1~Q4についてのx方向の座標補正率の測定点の分布を近似した近似曲線である。1つの区画に着目すると、近似曲線から求まる座標補正率と、複数の測定点における座標補正率との誤差は小さい。 The thin dashed line, thin solid line, thick dashed line, and thick solid line in the graph of Figure 7D are approximation curves that approximate the distribution of the measurement points of the coordinate correction rate in the x direction for sections Q1 to Q4. When focusing on one section, the error between the coordinate correction rate obtained from the approximation curve and the coordinate correction rate at multiple measurement points is small.

撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾いている場合に、図7Cに示した1本の近似曲線に基づいて補正対象箇所の座標の補正を行うと、補正対象箇所の位置によっては、補正後の座標と無収差時の座標との誤差が大きくなる。これに対して本実施例では、ステップS1(図4)において、図7Dに示した4本の近似曲線のうち、補正対象箇所における座標補正率がより正確に反映されている2本の近似曲線を選択する。 When the optical axis of the imaging device 40 is tilted with respect to the surface of the object to be measured, if the coordinates of the correction target area are corrected based on one approximation curve shown in FIG. 7C, the error between the corrected coordinates and the aberration-free coordinates will be large depending on the position of the correction target area. In response to this, in this embodiment, in step S1 (FIG. 4), two approximation curves that more accurately reflect the coordinate correction rate at the correction target area are selected from the four approximation curves shown in FIG. 7D.

さらに、ステップS2(図4)において、2本の近似曲線から求まる座標補正率を、補正対象箇所における座標補正率が反映されている度合いに応じて加重平均する。このため、撮像装置40の光軸が測定対象物の表面に対して傾いている場合であっても、補正対象箇所における実際の座標補正率に近い座標補正率を用いて、座標の補正を行うことができる。このため、座標の補正精度を高めることができる。 Furthermore, in step S2 (FIG. 4), the coordinate correction rates obtained from the two approximation curves are weighted and averaged according to the degree to which the coordinate correction rate at the location to be corrected is reflected. Therefore, even if the optical axis of the imaging device 40 is tilted with respect to the surface of the object to be measured, the coordinates can be corrected using a coordinate correction rate that is close to the actual coordinate correction rate at the location to be corrected. This makes it possible to improve the accuracy of the coordinate correction.

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、像面41(図2)を4つの区画Q1~Q4に区分しているが、区画の個数は4個に限らない。区画の個数は2個以上であればよい。例えば、図7Dに示した例では、区画Q1と区画Q4との近似曲線が相互に近似しており、区画Q2と区画Q3との近似曲線が相互に近似している。したがって、区画Q1と区画Q4とをまとめて1つの区画とし、区画Q2と区画Q3とをまとめて1つの区画としても、座標の補正精度をある程度高く維持することができる。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, the image surface 41 (FIG. 2) is divided into four sections Q1 to Q4, but the number of sections is not limited to four. The number of sections may be two or more. For example, in the example shown in FIG. 7D, the approximation curves of the sections Q1 and Q4 are mutually approximate, and the approximation curves of the sections Q2 and Q3 are mutually approximate. Therefore, even if the sections Q1 and Q4 are combined into one section, and the sections Q2 and Q3 are combined into one section, the coordinate correction accuracy can be maintained at a relatively high level.

また、上記実施例では、4個の区画Q1~Q4の各々の対角線上の複数の像点P(図2)について座標補正率を求め、その座標補正率に基づいて1本の近似曲線を設定している。近似曲線を設定するための元となる複数の像点Pとして、対角線上に限らず、区画内の他の像点Pにおける座標補正率を考慮して、1本の近似曲線を設定してもよい。 In the above embodiment, the coordinate correction factors are calculated for a plurality of image points P1 (FIG. 2) on the diagonal line of each of the four sections Q1 to Q4, and one approximation curve is set based on the coordinate correction factors. The plurality of image points P1 on which the approximation curve is set may not be limited to those on the diagonal line, but may be set by taking into consideration the coordinate correction factors of other image points P1 within the section.

例えば、基準点Oから1つの区画内に向かう2本の放射方向に挟まれた領域内の複数の像点Pについて、座標補正率を求めてもよい。この場合、区画内の複数の像点Pにおける座標補正率が強く反映された1本の近似曲線を設定するために、2本の放射方向に挟まれた領域が区画の幾何中心を含むように、2本の放射方向を設定するとよい。 For example, the coordinate correction ratio may be calculated for a plurality of image points P1 in an area sandwiched between two radial directions extending from a reference point O into one section. In this case, in order to set one approximation curve that strongly reflects the coordinate correction ratios at the plurality of image points P1 in the section, it is preferable to set the two radial directions so that the area sandwiched between the two radial directions includes the geometric center of the section.

また、上記実施例では、ステップS1(図4)で2つの区画を選択する際に、4本の境界線BLのうち、基準点Oから補正対象箇所Ptに向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線BLの両側の2つの区画を選択している。その他に、補正対象箇所Ptにおける座標補正率を高精度に近似している2つの区画を選択してもよい。 In the above embodiment, when selecting two sections in step S1 (FIG. 4), two sections on both sides of the boundary line BL that, among the four boundary lines BL, forms the smallest angle with the direction from the reference point O toward the correction target point Pt are selected. Alternatively, two sections that closely approximate the coordinate correction rate at the correction target point Pt with high accuracy may be selected.

例えば、図7Dに示した例では、区画Q1の近似曲線と区画Q4の近似曲線とが、距離rの変化に対して同様の傾向を示している。これは、補正対象箇所Ptが区画Q1または区画Q4内に位置する場合、補正対象箇所Ptにおける座標補正率は、区画Q1及び区画Q4において高精度に近似されることを意味する。したがって、補正対象箇所Ptが区画Q1または区画Q4に位置する場合、ステップS1(図4)で、2つの区画として区画Q1及び区画Q4を選択するとよい。同じ理由から、補正対象箇所Ptが区画Q2または区画Q3に位置する場合、ステップS1(図4)で、2つの区画として区画Q2及び区画Q3を選択するとよい。 For example, in the example shown in FIG. 7D, the approximation curve for section Q1 and the approximation curve for section Q4 show similar trends with respect to changes in distance r. This means that when the correction target location Pt is located in section Q1 or section Q4, the coordinate correction rate at the correction target location Pt is approximated with high precision in section Q1 and section Q4. Therefore, when the correction target location Pt is located in section Q1 or section Q4, section Q1 and section Q4 may be selected as the two sections in step S1 (FIG. 4). For the same reason, when the correction target location Pt is located in section Q2 or section Q3, section Q2 and section Q3 may be selected as the two sections in step S1 (FIG. 4).

また、上記実施例では、ステップS1(図4)において2つの区画を選択しているが、1つの区画を選択してもよい。例えば、角度θ(図3)が0°または十分小さい場合には、区画Q1のみを選択してもよい。1つの区画を選択するか、2つの区画を選択するかは、角度θの大きさに基づいて決定すればよい。 In the above embodiment, two sections are selected in step S1 (FIG. 4), but one section may be selected. For example, when the angle θ1 (FIG. 3) is 0° or sufficiently small, only section Q1 may be selected. Whether one section or two sections are selected may be determined based on the magnitude of the angle θ1 .

次に、図8A、図8B、及び図9を参照して、他の実施例によるインクジェット描画装置について説明する。本実施例によるインクジェット描画装置は、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正装置を搭載している。 Next, an inkjet drawing device according to another embodiment will be described with reference to Figures 8A, 8B, and 9. The inkjet drawing device according to this embodiment is equipped with the distortion aberration correction device according to the embodiment shown in Figures 1 to 4.

図8Aは、インクジェット描画装置20の概略正面図である。基台22の上に移動機構24によって可動テーブル25が支持されている。x軸及びy軸が水平方向を向き、z軸が鉛直下方を向くxyz直交座標系を定義する。移動機構24は、制御装置50により制御されて、可動テーブル25をx方向及びy方向の二方向に移動させる。移動機構24として、例えば、X方向移動機構24XとY方向移動機構24Yとを含むXYステージを用いることができる。 Figure 8A is a schematic front view of the inkjet drawing device 20. A movable table 25 is supported on a base 22 by a moving mechanism 24. An xyz Cartesian coordinate system is defined in which the x-axis and y-axis are oriented horizontally and the z-axis is oriented vertically downward. The moving mechanism 24 is controlled by a control device 50 to move the movable table 25 in two directions, the x-direction and the y-direction. As the moving mechanism 24, for example, an XY stage including an X-direction moving mechanism 24X and a Y-direction moving mechanism 24Y can be used.

可動テーブル25の上面に、描画対象である基板80が保持される。基板80は、例えば真空チャックにより可動テーブル25に固定される。可動テーブル25の上方にインク吐出ユニット30及び撮像装置40が、例えば門型の支持部材23によって支持されている。 A substrate 80, which is the drawing target, is held on the upper surface of the movable table 25. The substrate 80 is fixed to the movable table 25, for example, by a vacuum chuck. An ink ejection unit 30 and an imaging device 40 are supported above the movable table 25, for example, by a gate-shaped support member 23.

撮像装置40は、基板80の上面を撮像する。より具体的には、基板80の上面のうち、撮像装置40の画界内の領域を撮像する。撮像装置40によって得られた画像が、歪曲収差補正処理装置10に入力される。 The imaging device 40 captures an image of the top surface of the substrate 80. More specifically, it captures an image of a region of the top surface of the substrate 80 that is within the field of view of the imaging device 40. The image obtained by the imaging device 40 is input to the distortion aberration correction processing device 10.

制御装置50は、歪曲収差補正処理装置10から基板80の位置情報を受け取る。この位置情報に基づいて移動機構24及びインク吐出ユニット30を制御することにより、基板80の表面の所定の位置に、インクを着弾させる。これにより、基板80の表面に所定の形状のインクの膜が形成される。 The control device 50 receives position information of the substrate 80 from the distortion aberration correction processing device 10. Based on this position information, the control device 50 controls the movement mechanism 24 and the ink ejection unit 30 to cause ink to land at a predetermined position on the surface of the substrate 80. This forms an ink film of a predetermined shape on the surface of the substrate 80.

図8Bは、可動テーブル25、インク吐出ユニット30、及び撮像装置40の平面視における位置関係を示す図である。可動テーブル25の上面に基板80が保持される。基板80の上方にインク吐出ユニット30及び撮像装置40が支持されている。インク吐出ユニット30の、基板80に対向する面に、複数のノズル32が設けられている。制御装置50は、移動機構24を制御して可動テーブル25をx方向及びy方向に移動させるとともに、インク吐出ユニット30の各ノズル32からのインクの吐出を制御する。 Figure 8B is a diagram showing the positional relationship of the movable table 25, the ink ejection unit 30, and the imaging device 40 in a plan view. A substrate 80 is held on the upper surface of the movable table 25. The ink ejection unit 30 and the imaging device 40 are supported above the substrate 80. A plurality of nozzles 32 are provided on the surface of the ink ejection unit 30 facing the substrate 80. The control device 50 controls the movement mechanism 24 to move the movable table 25 in the x and y directions, and also controls the ejection of ink from each nozzle 32 of the ink ejection unit 30.

基板80の四隅に、それぞれアライメントマーク81が形成されている。制御装置50が、移動機構24を動作させてアライメントマーク81のそれぞれを撮像装置40の画界内に配置することにより、撮像装置40がアライメントマーク81を撮像することができる。 Alignment marks 81 are formed at each of the four corners of the substrate 80. The control device 50 operates the movement mechanism 24 to position each of the alignment marks 81 within the field of view of the imaging device 40, allowing the imaging device 40 to capture an image of the alignment marks 81.

図9は、インクジェット描画装置で描画を行う手順を示すフローチャートである。まず、制御装置50が移動機構24を動作させて、1つのアライメントマーク81を撮像装置40の画界内に移動させる(ステップS11)。その後、撮像装置40が、アライメントマーク81を撮像する(ステップS12)。撮像された画像データは、歪曲収差補正処理装置10に入力される。歪曲収差補正処理装置10は、アライメントマーク81の画像を解析することにより、アライメントマーク81の像の像面内の座標を検出する(ステップS13)。アライメントマーク81の像の座標の検出には、パターンマッチング等の公知のアルゴリズムを用いることができる。 Figure 9 is a flow chart showing the procedure for drawing with the inkjet drawing device. First, the control device 50 operates the moving mechanism 24 to move one alignment mark 81 into the field of view of the imaging device 40 (step S11). After that, the imaging device 40 captures an image of the alignment mark 81 (step S12). The captured image data is input to the distortion aberration correction processing device 10. The distortion aberration correction processing device 10 analyzes the image of the alignment mark 81 to detect the coordinates of the image of the alignment mark 81 in the image plane (step S13). A known algorithm such as pattern matching can be used to detect the coordinates of the image of the alignment mark 81.

歪曲収差補正処理装置10は、図4に示した実施例による手順を実行することにより、アライメントマーク81の像の座標を補正する(ステップS14)。ステップS11からステップS14までの手順を、すべてのアライメントマーク81について座標の補正を行うまで繰り返す(ステップS15)。 The distortion aberration correction processing device 10 corrects the coordinates of the image of the alignment mark 81 by executing the procedure according to the embodiment shown in FIG. 4 (step S14). The procedures from step S11 to step S14 are repeated until the coordinates of all alignment marks 81 have been corrected (step S15).

すべてのアライメントマーク81について座標の補正が完了すると、歪曲収差補正処理装置10は制御装置50(図8A、図8B)にアライメントマーク81の像の補正後の座標を引き渡す(ステップS16)。制御装置50は、アライメントマーク81の像の補正後の座標に基づいて、描画処理を実行する(ステップS17)。 When the coordinate correction for all alignment marks 81 is completed, the distortion aberration correction processing device 10 passes the corrected coordinates of the images of the alignment marks 81 to the control device 50 (Figures 8A and 8B) (step S16). The control device 50 executes the drawing process based on the corrected coordinates of the images of the alignment marks 81 (step S17).

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例によるインクジェット描画装置は、図1~図4に示した歪曲収差補正処理装置10を搭載しているため、アライメントマーク81の位置を高精度に計測することができる。特に、撮像装置40の光軸が基板80の表面に対して傾いている場合でも、アライメントマーク81の位置の計測精度の低下を抑制することができる。
Next, the excellent effects of this embodiment will be described.
1 to 4, the inkjet drawing apparatus according to this embodiment is capable of measuring with high accuracy the position of the alignment mark 81. In particular, even if the optical axis of the imaging device 40 is inclined with respect to the surface of the substrate 80, a decrease in the measurement accuracy of the position of the alignment mark 81 can be suppressed.

次に、図8A~図9に示した実施例の変形例について説明する。図8A~図9に示した実施例では、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正処理装置10をインクジェット描画装置に搭載しているが、図1~図4に示した実施例による歪曲収差補正処理装置10は、その他の装置に搭載することも可能である。例えば、対象物にレーザビームを入射させて穴明け加工を行うレーザ加工装置、対象物である半導体基板にレーザビームを入射せてアニールを行うレーザアニール装置等に搭載することも可能である。 Next, a modified example of the embodiment shown in Figures 8A to 9 will be described. In the embodiment shown in Figures 8A to 9, the distortion aberration correction processing device 10 according to the embodiment shown in Figures 1 to 4 is mounted on an inkjet drawing device, but the distortion aberration correction processing device 10 according to the embodiment shown in Figures 1 to 4 can also be mounted on other devices. For example, it can also be mounted on a laser processing device that irradiates a laser beam on an object to perform hole drilling, or a laser annealing device that irradiates a laser beam on a semiconductor substrate, which is an object, to perform annealing.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 The above-described embodiments are merely examples, and it goes without saying that partial substitution or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. Similar effects due to similar configurations in multiple embodiments will not be mentioned one by one. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, etc. are possible.

10 歪曲収差補正処理装置
11 入出力インタフェース部
12 処理部
13 記憶部
14 プログラム
15 歪曲収差補正情報
20 インクジェット描画装置
22 基台
23 支持部材
24 移動機構
24X X方向移動機構
24Y Y方向移動機構
25 可動テーブル
30 インク吐出ユニット
32 ノズル
40 撮像装置
41 撮像装置の像面
50 制御装置
80 基板
81 アライメントマーク
REFERENCE SIGNS LIST 10 Distortion aberration correction processing device 11 Input/output interface unit 12 Processing unit 13 Storage unit 14 Program 15 Distortion aberration correction information 20 Inkjet drawing device 22 Base 23 Support member 24 Movement mechanism 24X X-direction movement mechanism 24Y Y-direction movement mechanism 25 Movable table 30 Ink ejection unit 32 Nozzle 40 Imaging device 41 Image surface of imaging device 50 Control device 80 Substrate 81 Alignment mark

Claims (5)

撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、前記像面におけるx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が記憶されている記憶部と、
補正対象箇所の前記像面内における座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定し、決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する処理部と
を備えた歪曲収差補正処理装置。
a storage unit in which, when an xy Cartesian coordinate system is defined on an image plane of an imaging device, distortion correction information is stored which indicates, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point on the image plane, an x-coordinate correction factor for correcting an x-coordinate on the image plane, a y-coordinate correction factor for correcting a y -coordinate on the image plane, and a relationship with a distance from the reference point;
a processing unit that selects at least one section from the plurality of sections based on coordinates of a correction target section on the image plane, determines an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and a distance from the reference point to the correction target section, and corrects the coordinates of the correction target section based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate.
前記像面の形状は正方形または長方形であり、
前記基準点は前記像面の中心に位置しており、
前記複数の境界線は、前記像面の中心と4つの辺のそれぞれの中点とを接続する4本の線分である請求項1に記載の歪曲収差補正処理装置。
the shape of the image surface is square or rectangular;
the reference point is located at the center of the image plane;
2. The distortion aberration correction processing device according to claim 1, wherein the plurality of boundary lines are four line segments connecting the center of the image plane to the midpoints of the four sides.
前記処理部は、前記補正対象箇所の座標を補正する処理において、
前記複数の境界線のうち、前記基準点から前記補正対象箇所に向かう方向とのなす角度が最も小さい境界線の両側の2つの区画を選択し、
前記基準点から、選択した2つの区画のそれぞれの幾何中心に向かう方向と、前記基準点から前記補正対象箇所に向かう方向とのなす角度に基づいて、選択した2つの区画についての前記歪曲収差補正情報のx座標補正率及びy座標補正率のそれぞれを加重平均し、加重平均したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する請求項1または2に記載の歪曲収差補正処理装置。
The processing unit, in the process of correcting the coordinates of the correction target portion,
selecting two sections on both sides of a boundary line that forms a smallest angle with a direction from the reference point toward the correction target portion from among the plurality of boundary lines;
3. The distortion aberration correction processing device according to claim 1, further comprising: a weighted average of x-coordinate correction rates and y-coordinate correction rates of the distortion aberration correction information for the two selected sections based on an angle between a direction from the reference point toward a geometric center of each of the two selected sections and a direction from the reference point toward the correction target location ; and a correction unit for correcting the coordinates of the correction target location based on the weighted average of the x-coordinate correction rate and the y-coordinate correction rate .
撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内でのx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて、測定対象物を撮像し、
前記像面内の座標の補正を行う補正対象箇所を決定し、
前記補正対象箇所の前記像面内の位置に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択し、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定し、
決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する歪曲収差補正方法。
an image of a measurement object is captured using an image capture device for which distortion aberration correction information indicating a relationship between an x- coordinate correction factor for correcting an x-coordinate in an image and a y-coordinate correction factor for correcting a y-coordinate in an image, and a distance from a reference point, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point in the image plane of the image capture device, is known when an x-y orthogonal coordinate system is defined on an image plane of the image capture device;
determining a correction target location for correcting coordinates within the image plane;
selecting at least one section from the plurality of sections based on a position of the correction target portion within the image plane;
determining an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and the distance from the reference point to the correction target location;
The distortion aberration correcting method corrects the coordinates of the correction target portion based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate .
撮像装置の像面にxy直交座標系を定義したとき、前記像面内の基準点から放射状に延びる複数の境界線で区分された複数の区画のそれぞれについて、画像内でのx座標を補正するx座標補正率及びy座標を補正するy座標補正率と、前記基準点からの距離との関係を示す歪曲収差補正情報が既知である撮像装置を用いて撮像された測定対象物の画像を取得する手順と、
前記撮像装置で撮像された画像から、補正を行う補正対象箇所を決定する手順と、
前記補正対象箇所の前記像面内の座標に基づいて、前記複数の区画から少なくとも1つの区画を選択する手順と、
選択した区画についての前記歪曲収差補正情報と、前記基準点から前記補正対象箇所までの距離とに基づいてx座標補正率及びy座標補正率を決定する手順と、
決定したx座標補正率及びy座標補正率に基づいて前記補正対象箇所の座標を補正する手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
a step of acquiring an image of a measurement object captured using an imaging device for which distortion aberration correction information indicating a relationship between an x- coordinate correction factor for correcting an x-coordinate in an image and a y-coordinate correction factor for correcting a y-coordinate in an image, and a distance from a reference point, for each of a plurality of sections divided by a plurality of boundaries extending radially from a reference point in an image plane of an imaging device, when an x-y Cartesian coordinate system is defined on an image plane of the imaging device, is known;
A step of determining a correction target portion to be corrected from an image captured by the imaging device;
selecting at least one section from the plurality of sections based on coordinates of the correction target area in the image plane;
determining an x-coordinate correction rate and a y-coordinate correction rate based on the distortion aberration correction information for the selected section and a distance from the reference point to the correction target location;
and a step of correcting the coordinates of the correction target portion based on the determined x-coordinate correction rate and y-coordinate correction rate .
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