位置決め装置、および位置決め方法
【課題】対象物の位置決め時間を短縮するとともに、確実に位置決めを行うことができる位置決め装置、および位置決め方法を提供する。
【解決手段】本発明の位置決め装置は、前記対象物を載置する載置ステージと、前記対象物を撮像する撮像部と、リファレンスパターンを記憶する記憶部と、前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンパッチングしてマッチング率を算出するパターン照合部と、前記マッチング率と予め設定された閾値とを比較し、特徴部分の位置を検出する位置演算部と、前記対象物を載置した載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさと前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、を備える。
【解決手段】本発明の位置決め装置は、前記対象物を載置する載置ステージと、前記対象物を撮像する撮像部と、リファレンスパターンを記憶する記憶部と、前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンパッチングしてマッチング率を算出するパターン照合部と、前記マッチング率と予め設定された閾値とを比較し、特徴部分の位置を検出する位置演算部と、前記対象物を載置した載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさと前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などを検査する検査装置に用いる位置決め装置、および位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板、半導体ウエハ、プリント基板など、各種基板の製造では、その歩留りを向上するために、各パターニングプロセス後、逐次、配線の短絡や接続不良や断線やパターン不良などの欠陥が存在するか否かが検査される。このような検査を行う際には、検査対象の基板が載置されるステージより下方から基板を照明しつつ基板を撮像して基板検査を行う、いわゆる透過照明型の基板検査装置が用いられる。また、検査対象の基板によっては、基板を撮像する撮像素子側から照明する落射照明型の基板検査装置も用いられる。
【０００３】
ＦＰＤ基板の部材となるガラス基板などの広い検査対象面を持つ基板に対して検査や測定などの処理を行う基板検査装置では、検査対象面の特定位置を検査する際、レシピに登録されている座標に基づいて登録されたリファレンスパターンを参照し、画像処理によって検査対象基板の認識マーク等の特徴部位のパターンマッチングを行い、位置合わせを行っている。ただし、レシピに登録されたリファレンスパターンの座標と、ステージ上の実際の特徴部位の座標とは、必ずしも一致するものではなく、場合によっては撮像部または基板を移動させて、複数回パターンマッチングを繰り返して位置決めしている。
【０００４】
特徴部位の認識を短時間で行う位置決め方法として、大小２種類のサーチエリアを設定し、小さいサーチエリア内でパターンマッチングを行い、このパターンマッチングで特徴部位が認識できなかった場合に、大きいサーチエリアでパターンマッチングを行う方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１等の従来の位置決め方法では、パターンマッチングを行う際の、サーチエリア内での比較パターン（領域）、または撮像部による撮像領域の指定について何ら考慮するものではなかった。具体的には、たとえば、サーチエリア内の比較パターン（領域）を重複しないように指定、または任意に移動させて指定した場合、特徴部が複数の比較パターン（領域）にまたがる場合があり、係る場合、特徴部がサーチエリア内にあるにもかかわらず特徴部の認識に失敗することがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、対象物の位置決めを確実に行うことができる位置決め装置、および位置決め方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる位置決め装置は、載置ステージに載置された対象物の位置決めを行う位置決め装置であって、前記対象物を撮像して前記対象物の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と比較照合するリファレンスパターンを記憶する記憶部と、前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出するパターン照合部と、前記パターン照合部が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算部と、前記載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺の長さと前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記対象物の特徴部位の位置情報を記憶する撮像位置情報記憶部を備え、前記制御部は、前記位置情報に基づき、新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる位置決め方法は、対象物の特徴部分を撮像した画像データに基づき、該特徴部分をパターンマッチングにより認識し、該認識結果に基づき対象物の位置決めを行う位置決め方法であって、前記対象物を載置ステージに載置し、前記対象物を撮像領域に搬送する搬送ステップと、前記対象物を撮像部により撮像して前記対象物の画像データを生成する前記撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と記憶部から取得したリファレンスパターンをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算ステップと、前記位置演算ステップで前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、前記撮像領域決定ステップで決定した新たな撮像領域まで載置ステージまたは撮像部を移動する移動ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺と前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、前記新たな撮像領域を、前記特徴部分が外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、撮像位置情報記憶部から前記対象物の特徴部位の位置情報を取得する取得ステップを含み、前記移動ステップは、前記位置情報に基づき新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる位置決め装置、および位置決め方法は、最初の撮像領域のパターンマッチングにおいて特徴部分が認識できなかった場合に、リファレンスパターンの大きさにマッチング率の閾値を乗算した長さ分、次回の撮像領域が今回の撮像領域と重複するように撮像位置を決定するため、特徴部分が完全に最初の撮像領域に入らない場合であっても、確実に特徴部分の認識を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の撮像領域を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す撮像領域付近の拡大図である。
【図４】図４は、従来の撮像領域を説明する図である。
【図５】図５は、リファレンスパターンを示す図である。
【図６】図６は、新たに設定する撮像領域を説明する図である。
【図７】図７は、撮像領域の周辺に設定された他の撮像領域を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかる基板の位置決め工程のフローチャートである。
【図９】図９は、撮像領域の設定の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、撮像領域の設定の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかる位置決め装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかる基板の位置決め工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１９】
まず、本発明の実施の形態にかかる位置決め装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、光学ユニットである撮像部に対して基板を移動するタイプの位置決め装置を説明する。ただし、本実施の形態は、これに限定されず、検査対象の基板に対して光学ユニットを移動するタイプであってもよく、光学ユニットと基板とを相対的に移動させる構成であれば如何なるものも含む。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、位置決め装置１００は、位置決め対象物である基板１を載置するＸＹステージ２と、対象物を撮像する撮像部３と、画像を記録する画像記録部４と、特徴部位であるパターンを照合するパターン照合部５と、リファレンスパターンを記録するパターン記録部６と、特徴部位の位置を検出するパターン位置演算部７と、ＸＹステージ２を駆動するステージ駆動部８と、各部を制御する制御部９と、を備える。
【００２１】
位置決め対象物である基板１は、液晶ディスプレイのガラス基板のほか、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタなどのＦＰＤ基板のみならず、半導体ウエハ、プリント基板など、位置決め用の認識マーク等の特徴部位が存在するものであれば、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００の位置決め対象物となりうる。
【００２２】
ＸＹステージ２は、対象物である基板１を載置し、ステージ駆動部８によりＸＹ方向に移動される。
【００２３】
撮像部３は、基板１を撮像するものであり、ＸＹステージ２の上方に配置される。撮像部３は、例えば、ＬＥＤ等の照明部と、集光レンズ等の光学系と、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤセンサ等の撮像素子とを有し、基板１上の認識マークを撮像し、撮像した画像データを画像記憶部４へ送信する。画像記憶部４は、受信した画像データを記録する。
【００２４】
リファレンスパターン記憶部６は、パターンマッチングにおいて基板１上の認識マークとの比較照合の基準となるリファレンスパターンを記憶する。
【００２５】
パターン照合部５は、画像記憶部４から得た画像データと、リファレンスパターン記憶部６から得たリファレンスパターンをパターンマッチングにより照合し、両者のマッチング率を算出する。
【００２６】
パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較する。マッチング率が閾値より大きい場合は、該撮像領域を認識マーク等の特徴部位の位置と推定する。マッチング率が閾値より小さい場合は、該撮像領域内に認識マーク等の特徴部位が存在しないものと判断される。パターン位置演算部７は、比較結果を制御部９に送信する。
【００２７】
制御部９は、パターン位置演算部７から得たパターンマッチングの結果情報を受信する。認識マークの位置が検出された場合は、該認識マークの位置に基づき、その後のＸＹステージ２の移動による基板１の位置決めのための位置決めデータを作成する。認識マークの位置が検出できなかった場合は、認識マークの大きさと閾値とを元に新たな撮像領域（撮像座標）を決定する。ステージ駆動部８は、制御部９からの撮像領域情報に基づき、ＸＹステージ２を移動する。
【００２８】
続いて、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００における、新たな撮像領域の設定について、図２〜図７を参照して説明する。図２は、発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の撮像領域を示す図である。図３は、図２に示す撮像領域付近の拡大図である。図４は、従来の撮像領域を説明する図である。図５は、リファレンスパターン１２を示す図である。図６は、撮像領域１１の設定を説明する図である。図７は、撮像領域１１の周辺に設定された他の撮像領域を示す図である。
【００２９】
図２に示すように、基板１上には認識マーク１０が存在する。本実施の形態１に係る位置決め装置１００は、撮像部３が撮像領域１１を撮像した際の画像データとリファレンスパターンとを、パターンマッチングすることより認識マーク１０の位置を検出している。
【００３０】
図３に示すように、撮像領域１１内に認識マーク１０が半分程度存在し、マッチング率の閾値が、例えば８０％に設定されているような場合、撮像領域１１の画像データのパターンマッチングでは、パターン位置演算部７は、撮像領域１１内に認識マーク１０が存在しない旨制御部９に送信する。これにより制御部９は、撮像領域１１を新たに設定してパターンマッチングを継続するよう制御する。
【００３１】
従来技術では、例えば図４に示すように、撮像領域１１、撮像領域１１ａ、撮像領域１１ｂ、撮像領域１１ｃと、撮像領域が重複しないようにしてパターンマッチングを行う画像データを得ていた。しかし、この場合、認識マーク１０が、撮像領域１１〜１１ｃの近傍に存在するにもかかわらず、すべての撮像領域１１〜１１ｃにおいてマッチング率が閾値以下となるため、認識マークの位置を検出することができなかった。
【００３２】
新たな撮像領域は、図５に示すような、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の長辺（正方形の場合は１辺）の長さＬと閾値ｔとの乗算値ｍ（Ｌ×ｔ）を元に決定することが好ましい。あるいは、図４に示すように、認識マーク１０が斜めに傾く可能性がある場合は、新たな撮像領域は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値（ｈ）に基づき決定することが好ましい。
【００３３】
制御部９は、新たな撮像領域を、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複するように設定する。図６に示す新たな撮像領域の１候補である撮像領域１１Ａは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、上方に移動した場合を示している。
【００３４】
同様に、撮像領域１１Ｂは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ左上に移動し、撮像領域１１Ｃは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、左に移動している。また、撮像領域１１Ｄは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ左下に移動し、撮像領域１１Ｅは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、下方に移動している。さらに、撮像領域１１Ｆは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ右下に移動し、撮像領域１１Ｇは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、右方に移動し、撮像領域１１Ｈは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ右上に移動している（図７参照）。
【００３５】
次に、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００における、基板１の位置決めについて、図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態にかかる基板１の位置決め工程のフローチャートである。
【００３６】
本実施の形態１にかかる位置決め装置１００において、リファレンスパターン記憶部６はリファレンスパターン１２を保存し、パターン位置演算部７は閾値、例えば８０％を保存する。リファレンスパターン１２として認識マーク１０を保存しているが、パターンマッチングに使用可能な特徴部分を有するものであればリファレンスパターン１２とすることができる。閾値は、パターンマッチングの精度により任意に設定しうる。
【００３７】
まず、基板１をＸＹステージ２上に載置した後、ステージ駆動部８の駆動により基板１を所定位置に移動する（ステップＳ１０１）。基板１上の認識マーク１０の既知の設計座標に基づき、制御部９がステージ駆動部８に基板１の移動を設定する。該設定により、ステージ駆動部８は、認識マーク１０の設計座標へＸＹステージ２を移動する。
【００３８】
ＸＹステージ２の移動後、撮像部３は、認識マーク１０の設計座標における撮像範囲（撮像領域１１）を撮像する（ステップＳ１０２）。撮像部３が撮像した画像データは、画像記憶部４に送信される。
【００３９】
パターン照合部５は、リファレンスパターン記憶部６からリファレンスパターン１２を取得し、画像記憶部４から得た画像データとパターンマッチングを行い、両者のマッチング率を算出する（ステップＳ１０３）。撮像領域１１内に、リファレンスパターン１２に対応する認識マーク１０の８０％以上が入っている場合は、マッチング率が８０％以上となる。
【００４０】
パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と、保存する閾値とを比較し、マッチング率が閾値８０％以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値以上と判定した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、パターンマッチングは成功とし、撮像領域１１が認識マークの位置と推定される （ステップＳ１０５）。
【００４１】
パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置情報を制御部９に送信する。制御部９は、認識マーク１０の位置からその後のＸＹステージ２の移動に用いる位置決めデータを作成し、基板１の位置決めを行うよう制御する（ステップＳ１０６）。
【００４２】
パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、パターンマッチングは失敗となる。パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置が不検出である旨、制御部９に送信する。
【００４３】
制御部９は、認識マーク１０の位置が不検出である旨受信した場合、新たな撮像領域が設定されているか判断する（ステップＳ１０７）。新たな撮像領域が設定されていない場合は（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部９は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値８０％との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複する新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈを設定する（ステップＳ１０８）。さらに制御部９は、設定した新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈの中の１の撮像領域を選択し、選択した撮像領域の移動情報を設定して、ステージ駆動部８に送信する（ステップＳ１０９）。
【００４４】
ステージ駆動部８は、設定された移動情報に基づきＸＹステージ２を移動し（ステップＳ１１０）、撮像部３は新たな撮像領域を撮像し、撮像生成した画像データのパターンマッチングが繰り返される（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４）。
【００４５】
新たな撮像領域が設定されている場合は（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部９は、設定済みの撮像領域１１Ａ〜１１Ｈの内、まだ撮像されていない１の撮像領域を選択し、選択した撮像領域の移動情報を設定して、ステージ駆動部８に送信することにより（ステップＳ１０９）、パターンマッチングが繰り返される（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４）。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００は、既知の設計座標から求めた撮像領域の近傍に認識マークが存在し、かつ、該撮像領域に認識マークの一部分（閾値以下）しか存在しない場合であっても、新たな撮像領域を、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域と重複させるように設定することにより、認識マークが見切れることなく設定したいずれかの撮像領域に入るため、認識マークの検出失敗を防止することが可能となる。
【００４７】
また、上記の実施の形態１では、撮像領域１１で認識マークを検出できなかった場合、制御部は、上下、左右およびななめ方向に、計８つの新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈを設定しているが、新たに設定する撮像領域は、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域１１と重複するように設定すれば、その数は限定されるものではない。図９および図１０に、新たに設定する撮像領域の例を示す。図９及び図１０では、６つの撮像領域１１Ｉ〜１１Ｎが設定されている。例えば、認識マークが、既知の設計座標より左右にずれやすいと判明している場合は、図９に示すような撮像領域でパターンマッチングを行ってもよい。また、既知の設計座標より上下にずれやすいと判明している場合は図１０に示すような撮像領域でパターンマッチングを行ってもよい。ただし、閾値が高く設定され、確実に認識マークの位置を検出したい場合には、図７に示す８つの撮像領域を設定し、パターンマッチングを行うことが好ましい。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、撮像領域１１で認識マーク１０を検出できなかった場合、実施の形態１と同様にして新たな撮像領域を設定するが、新たに備える撮像位置情報記憶部から認識マーク１０の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づき、新たに設定した複数の撮像領域の撮像順を決定する。以下、実施の形態１の位置決め装置１００と異なる構成についてのみ説明する。
【００４９】
図１１は、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００の概略構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、基板１上の認識マーク１０の位置情報を保存する位置情報記憶部１４を備える。認識マーク１０の情報は、位置決めおよびその後の工程が終了した基板１における認識マーク１０の位置に関する情報である。
【００５０】
次に、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００における、基板１の位置決めについて、図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態２にかかる基板１の位置決め工程のフローチャートである。
【００５１】
まず、基板１をＸＹステージ２上に載置した後、ステージ駆動部８の駆動により基板１を所定位置に移動し（ステップＳ２０１）、撮像部３により、認識マーク１０の設計座標における撮像範囲（撮像領域１１）を撮像する（ステップＳ２０２）。撮像部３が撮像生成した画像データは、画像記憶部４に送信される。
【００５２】
パターン照合部５は、リファレンスパターン記憶部６からリファレンスパターン１２を取得し、画像記憶部４から得た画像データとパターンマッチングを行い、両者のマッチング率を算出し（ステップＳ２０３）、パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と、保存する閾値とを比較し、マッチング率が閾値８０％以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値以上と判定した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、パターンマッチングは成功とし、撮像領域１１が認識マーク１０の位置と推定される （ステップＳ２０５）。
【００５３】
パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置情報を制御部９に送信し、制御部９を介して送信された検出した認識マーク１０の位置情報が、撮像位置情報記憶部１４に保存される（ステップＳ２０６）。
【００５４】
また、制御部９は、認識マーク１０の位置からその後のＸＹステージ２の移動に用いる位置決めデータを作成し、基板１の位置決めを行うよう制御し（ステップＳ２０７）、位置決め終了後、すべての基板１の位置決めが終了したかを判断する（Ｓ２０８）。
【００５５】
終了した場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、本工程を終了し、終了していない場合は（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０１から繰り返す。
【００５６】
パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置が不検出である旨、制御部９に送信する。
【００５７】
制御部９は、認識マーク１０の位置が不検出である旨受信した場合、新たな撮像領域が設定されているか判断する（ステップＳ２０９）。新たな撮像領域が設定されていない場合は（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、制御部９は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複する新たな撮像領域を設定する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
制御部９は、さらに、撮像位置情報記憶部１４から、認識マーク１０の位置情報を取得し（ステップＳ２１１）、該位置情報に基づき、ステップＳ２１０で設定した新たな撮像領域の撮像順を決定する（ステップＳ２１２）。
【００５９】
ステージ駆動部８は、決定された撮像順の最初の撮像領域までＸＹステージ２を移動し（ステップＳ２１３）、撮像部３は新たな撮像領域を撮像して、撮像生成した画像データのパターンマッチングが繰り返される（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）。
【００６０】
新たな撮像領域が設定さている場合は（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、ステージ駆動部８は、次回の撮像領域までＸＹステージを移動し（ステップＳ２１３）、パターンマッチングが繰り返される（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）。
【００６１】
本実施の形態２で新たな撮像領域の撮像順を決定するのに使用される認識マークの位置情報は、直近のパターンマッチングで成功した位置（新たに撮像領域を設定したものの中から選択）を優先して使用するほか、これまでのパターンマッチングでの成功頻度が高い位置を優先する方法でもよい。また、新たに設定した撮像領域の初回のみ上記の方法で設定し、その後の順番は、ＸＹステージ２の移動量が短くなる順番としてもよい。
【００６２】
以上のように、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、実施の形態１の位置決め装置１００と同様に、既知の設計座標から求めた撮像領域の近傍に認識マークが存在し、かつ、該撮像領域に認識マークの一部分（閾値以下）しか存在しない場合であっても、新たな撮像領域を、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域と重複させるように設定することにより、認識マークが見切れることなく設定したいずれかの撮像領域に入るため、認識マークの検出失敗を防止することが可能となる。
【００６３】
さらに、実施の形態２に係る位置決め装置２００は、パターンマッチングが成功時の認識マーク１０の位置情報を基に、新たな撮像領域の撮像順を決定するため、認識マーク１０の検出時間をさらに短くできるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる位置決め装置、および位置決め方法は、効率的にパターンマッチングを行ない、位置決め時間を短縮させることに有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
２ ＸＹステージ
３ 撮像部
４ 画像記憶部
５ パターン照合部
６ リファレンスパターン記憶部
７ パターン位置演算部
８ ステージ駆動部
９ 制御部
１０ 認識マーク
１１ 撮像領域
１２ リファレンスパターン
１４ 撮像位置情報記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などを検査する検査装置に用いる位置決め装置、および位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板、半導体ウエハ、プリント基板など、各種基板の製造では、その歩留りを向上するために、各パターニングプロセス後、逐次、配線の短絡や接続不良や断線やパターン不良などの欠陥が存在するか否かが検査される。このような検査を行う際には、検査対象の基板が載置されるステージより下方から基板を照明しつつ基板を撮像して基板検査を行う、いわゆる透過照明型の基板検査装置が用いられる。また、検査対象の基板によっては、基板を撮像する撮像素子側から照明する落射照明型の基板検査装置も用いられる。
【０００３】
ＦＰＤ基板の部材となるガラス基板などの広い検査対象面を持つ基板に対して検査や測定などの処理を行う基板検査装置では、検査対象面の特定位置を検査する際、レシピに登録されている座標に基づいて登録されたリファレンスパターンを参照し、画像処理によって検査対象基板の認識マーク等の特徴部位のパターンマッチングを行い、位置合わせを行っている。ただし、レシピに登録されたリファレンスパターンの座標と、ステージ上の実際の特徴部位の座標とは、必ずしも一致するものではなく、場合によっては撮像部または基板を移動させて、複数回パターンマッチングを繰り返して位置決めしている。
【０００４】
特徴部位の認識を短時間で行う位置決め方法として、大小２種類のサーチエリアを設定し、小さいサーチエリア内でパターンマッチングを行い、このパターンマッチングで特徴部位が認識できなかった場合に、大きいサーチエリアでパターンマッチングを行う方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１等の従来の位置決め方法では、パターンマッチングを行う際の、サーチエリア内での比較パターン（領域）、または撮像部による撮像領域の指定について何ら考慮するものではなかった。具体的には、たとえば、サーチエリア内の比較パターン（領域）を重複しないように指定、または任意に移動させて指定した場合、特徴部が複数の比較パターン（領域）にまたがる場合があり、係る場合、特徴部がサーチエリア内にあるにもかかわらず特徴部の認識に失敗することがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、対象物の位置決めを確実に行うことができる位置決め装置、および位置決め方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる位置決め装置は、載置ステージに載置された対象物の位置決めを行う位置決め装置であって、前記対象物を撮像して前記対象物の画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と比較照合するリファレンスパターンを記憶する記憶部と、前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出するパターン照合部と、前記パターン照合部が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算部と、前記載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺の長さと前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる位置決め装置は、上記発明において、前記対象物の特徴部位の位置情報を記憶する撮像位置情報記憶部を備え、前記制御部は、前記位置情報に基づき、新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる位置決め方法は、対象物の特徴部分を撮像した画像データに基づき、該特徴部分をパターンマッチングにより認識し、該認識結果に基づき対象物の位置決めを行う位置決め方法であって、前記対象物を載置ステージに載置し、前記対象物を撮像領域に搬送する搬送ステップと、前記対象物を撮像部により撮像して前記対象物の画像データを生成する前記撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と記憶部から取得したリファレンスパターンをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算ステップと、前記位置演算ステップで前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、前記撮像領域決定ステップで決定した新たな撮像領域まで載置ステージまたは撮像部を移動する移動ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺と前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、前記新たな撮像領域を、前記特徴部分が外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる位置決め方法は、上記発明において、撮像位置情報記憶部から前記対象物の特徴部位の位置情報を取得する取得ステップを含み、前記移動ステップは、前記位置情報に基づき新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる位置決め装置、および位置決め方法は、最初の撮像領域のパターンマッチングにおいて特徴部分が認識できなかった場合に、リファレンスパターンの大きさにマッチング率の閾値を乗算した長さ分、次回の撮像領域が今回の撮像領域と重複するように撮像位置を決定するため、特徴部分が完全に最初の撮像領域に入らない場合であっても、確実に特徴部分の認識を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の撮像領域を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す撮像領域付近の拡大図である。
【図４】図４は、従来の撮像領域を説明する図である。
【図５】図５は、リファレンスパターンを示す図である。
【図６】図６は、新たに設定する撮像領域を説明する図である。
【図７】図７は、撮像領域の周辺に設定された他の撮像領域を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかる基板の位置決め工程のフローチャートである。
【図９】図９は、撮像領域の設定の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、撮像領域の設定の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかる位置決め装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかる基板の位置決め工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１９】
まず、本発明の実施の形態にかかる位置決め装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、光学ユニットである撮像部に対して基板を移動するタイプの位置決め装置を説明する。ただし、本実施の形態は、これに限定されず、検査対象の基板に対して光学ユニットを移動するタイプであってもよく、光学ユニットと基板とを相対的に移動させる構成であれば如何なるものも含む。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、位置決め装置１００は、位置決め対象物である基板１を載置するＸＹステージ２と、対象物を撮像する撮像部３と、画像を記録する画像記録部４と、特徴部位であるパターンを照合するパターン照合部５と、リファレンスパターンを記録するパターン記録部６と、特徴部位の位置を検出するパターン位置演算部７と、ＸＹステージ２を駆動するステージ駆動部８と、各部を制御する制御部９と、を備える。
【００２１】
位置決め対象物である基板１は、液晶ディスプレイのガラス基板のほか、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタなどのＦＰＤ基板のみならず、半導体ウエハ、プリント基板など、位置決め用の認識マーク等の特徴部位が存在するものであれば、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００の位置決め対象物となりうる。
【００２２】
ＸＹステージ２は、対象物である基板１を載置し、ステージ駆動部８によりＸＹ方向に移動される。
【００２３】
撮像部３は、基板１を撮像するものであり、ＸＹステージ２の上方に配置される。撮像部３は、例えば、ＬＥＤ等の照明部と、集光レンズ等の光学系と、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤセンサ等の撮像素子とを有し、基板１上の認識マークを撮像し、撮像した画像データを画像記憶部４へ送信する。画像記憶部４は、受信した画像データを記録する。
【００２４】
リファレンスパターン記憶部６は、パターンマッチングにおいて基板１上の認識マークとの比較照合の基準となるリファレンスパターンを記憶する。
【００２５】
パターン照合部５は、画像記憶部４から得た画像データと、リファレンスパターン記憶部６から得たリファレンスパターンをパターンマッチングにより照合し、両者のマッチング率を算出する。
【００２６】
パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較する。マッチング率が閾値より大きい場合は、該撮像領域を認識マーク等の特徴部位の位置と推定する。マッチング率が閾値より小さい場合は、該撮像領域内に認識マーク等の特徴部位が存在しないものと判断される。パターン位置演算部７は、比較結果を制御部９に送信する。
【００２７】
制御部９は、パターン位置演算部７から得たパターンマッチングの結果情報を受信する。認識マークの位置が検出された場合は、該認識マークの位置に基づき、その後のＸＹステージ２の移動による基板１の位置決めのための位置決めデータを作成する。認識マークの位置が検出できなかった場合は、認識マークの大きさと閾値とを元に新たな撮像領域（撮像座標）を決定する。ステージ駆動部８は、制御部９からの撮像領域情報に基づき、ＸＹステージ２を移動する。
【００２８】
続いて、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００における、新たな撮像領域の設定について、図２〜図７を参照して説明する。図２は、発明の実施の形態１にかかる位置決め装置の撮像領域を示す図である。図３は、図２に示す撮像領域付近の拡大図である。図４は、従来の撮像領域を説明する図である。図５は、リファレンスパターン１２を示す図である。図６は、撮像領域１１の設定を説明する図である。図７は、撮像領域１１の周辺に設定された他の撮像領域を示す図である。
【００２９】
図２に示すように、基板１上には認識マーク１０が存在する。本実施の形態１に係る位置決め装置１００は、撮像部３が撮像領域１１を撮像した際の画像データとリファレンスパターンとを、パターンマッチングすることより認識マーク１０の位置を検出している。
【００３０】
図３に示すように、撮像領域１１内に認識マーク１０が半分程度存在し、マッチング率の閾値が、例えば８０％に設定されているような場合、撮像領域１１の画像データのパターンマッチングでは、パターン位置演算部７は、撮像領域１１内に認識マーク１０が存在しない旨制御部９に送信する。これにより制御部９は、撮像領域１１を新たに設定してパターンマッチングを継続するよう制御する。
【００３１】
従来技術では、例えば図４に示すように、撮像領域１１、撮像領域１１ａ、撮像領域１１ｂ、撮像領域１１ｃと、撮像領域が重複しないようにしてパターンマッチングを行う画像データを得ていた。しかし、この場合、認識マーク１０が、撮像領域１１〜１１ｃの近傍に存在するにもかかわらず、すべての撮像領域１１〜１１ｃにおいてマッチング率が閾値以下となるため、認識マークの位置を検出することができなかった。
【００３２】
新たな撮像領域は、図５に示すような、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の長辺（正方形の場合は１辺）の長さＬと閾値ｔとの乗算値ｍ（Ｌ×ｔ）を元に決定することが好ましい。あるいは、図４に示すように、認識マーク１０が斜めに傾く可能性がある場合は、新たな撮像領域は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値（ｈ）に基づき決定することが好ましい。
【００３３】
制御部９は、新たな撮像領域を、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複するように設定する。図６に示す新たな撮像領域の１候補である撮像領域１１Ａは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、上方に移動した場合を示している。
【００３４】
同様に、撮像領域１１Ｂは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ左上に移動し、撮像領域１１Ｃは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、左に移動している。また、撮像領域１１Ｄは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ左下に移動し、撮像領域１１Ｅは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、下方に移動している。さらに、撮像領域１１Ｆは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ右下に移動し、撮像領域１１Ｇは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、右方に移動し、撮像領域１１Ｈは、乗算値ｈの長さ分、撮像領域１１と重複するように、ななめ右上に移動している（図７参照）。
【００３５】
次に、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００における、基板１の位置決めについて、図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態にかかる基板１の位置決め工程のフローチャートである。
【００３６】
本実施の形態１にかかる位置決め装置１００において、リファレンスパターン記憶部６はリファレンスパターン１２を保存し、パターン位置演算部７は閾値、例えば８０％を保存する。リファレンスパターン１２として認識マーク１０を保存しているが、パターンマッチングに使用可能な特徴部分を有するものであればリファレンスパターン１２とすることができる。閾値は、パターンマッチングの精度により任意に設定しうる。
【００３７】
まず、基板１をＸＹステージ２上に載置した後、ステージ駆動部８の駆動により基板１を所定位置に移動する（ステップＳ１０１）。基板１上の認識マーク１０の既知の設計座標に基づき、制御部９がステージ駆動部８に基板１の移動を設定する。該設定により、ステージ駆動部８は、認識マーク１０の設計座標へＸＹステージ２を移動する。
【００３８】
ＸＹステージ２の移動後、撮像部３は、認識マーク１０の設計座標における撮像範囲（撮像領域１１）を撮像する（ステップＳ１０２）。撮像部３が撮像した画像データは、画像記憶部４に送信される。
【００３９】
パターン照合部５は、リファレンスパターン記憶部６からリファレンスパターン１２を取得し、画像記憶部４から得た画像データとパターンマッチングを行い、両者のマッチング率を算出する（ステップＳ１０３）。撮像領域１１内に、リファレンスパターン１２に対応する認識マーク１０の８０％以上が入っている場合は、マッチング率が８０％以上となる。
【００４０】
パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と、保存する閾値とを比較し、マッチング率が閾値８０％以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値以上と判定した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、パターンマッチングは成功とし、撮像領域１１が認識マークの位置と推定される （ステップＳ１０５）。
【００４１】
パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置情報を制御部９に送信する。制御部９は、認識マーク１０の位置からその後のＸＹステージ２の移動に用いる位置決めデータを作成し、基板１の位置決めを行うよう制御する（ステップＳ１０６）。
【００４２】
パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、パターンマッチングは失敗となる。パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置が不検出である旨、制御部９に送信する。
【００４３】
制御部９は、認識マーク１０の位置が不検出である旨受信した場合、新たな撮像領域が設定されているか判断する（ステップＳ１０７）。新たな撮像領域が設定されていない場合は（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部９は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値８０％との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複する新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈを設定する（ステップＳ１０８）。さらに制御部９は、設定した新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈの中の１の撮像領域を選択し、選択した撮像領域の移動情報を設定して、ステージ駆動部８に送信する（ステップＳ１０９）。
【００４４】
ステージ駆動部８は、設定された移動情報に基づきＸＹステージ２を移動し（ステップＳ１１０）、撮像部３は新たな撮像領域を撮像し、撮像生成した画像データのパターンマッチングが繰り返される（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４）。
【００４５】
新たな撮像領域が設定されている場合は（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部９は、設定済みの撮像領域１１Ａ〜１１Ｈの内、まだ撮像されていない１の撮像領域を選択し、選択した撮像領域の移動情報を設定して、ステージ駆動部８に送信することにより（ステップＳ１０９）、パターンマッチングが繰り返される（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４）。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１にかかる位置決め装置１００は、既知の設計座標から求めた撮像領域の近傍に認識マークが存在し、かつ、該撮像領域に認識マークの一部分（閾値以下）しか存在しない場合であっても、新たな撮像領域を、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域と重複させるように設定することにより、認識マークが見切れることなく設定したいずれかの撮像領域に入るため、認識マークの検出失敗を防止することが可能となる。
【００４７】
また、上記の実施の形態１では、撮像領域１１で認識マークを検出できなかった場合、制御部は、上下、左右およびななめ方向に、計８つの新たな撮像領域１１Ａ〜１１Ｈを設定しているが、新たに設定する撮像領域は、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域１１と重複するように設定すれば、その数は限定されるものではない。図９および図１０に、新たに設定する撮像領域の例を示す。図９及び図１０では、６つの撮像領域１１Ｉ〜１１Ｎが設定されている。例えば、認識マークが、既知の設計座標より左右にずれやすいと判明している場合は、図９に示すような撮像領域でパターンマッチングを行ってもよい。また、既知の設計座標より上下にずれやすいと判明している場合は図１０に示すような撮像領域でパターンマッチングを行ってもよい。ただし、閾値が高く設定され、確実に認識マークの位置を検出したい場合には、図７に示す８つの撮像領域を設定し、パターンマッチングを行うことが好ましい。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、撮像領域１１で認識マーク１０を検出できなかった場合、実施の形態１と同様にして新たな撮像領域を設定するが、新たに備える撮像位置情報記憶部から認識マーク１０の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づき、新たに設定した複数の撮像領域の撮像順を決定する。以下、実施の形態１の位置決め装置１００と異なる構成についてのみ説明する。
【００４９】
図１１は、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００の概略構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、基板１上の認識マーク１０の位置情報を保存する位置情報記憶部１４を備える。認識マーク１０の情報は、位置決めおよびその後の工程が終了した基板１における認識マーク１０の位置に関する情報である。
【００５０】
次に、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００における、基板１の位置決めについて、図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態２にかかる基板１の位置決め工程のフローチャートである。
【００５１】
まず、基板１をＸＹステージ２上に載置した後、ステージ駆動部８の駆動により基板１を所定位置に移動し（ステップＳ２０１）、撮像部３により、認識マーク１０の設計座標における撮像範囲（撮像領域１１）を撮像する（ステップＳ２０２）。撮像部３が撮像生成した画像データは、画像記憶部４に送信される。
【００５２】
パターン照合部５は、リファレンスパターン記憶部６からリファレンスパターン１２を取得し、画像記憶部４から得た画像データとパターンマッチングを行い、両者のマッチング率を算出し（ステップＳ２０３）、パターン位置演算部７は、パターン照合部５が算出したマッチング率と、保存する閾値とを比較し、マッチング率が閾値８０％以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値以上と判定した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、パターンマッチングは成功とし、撮像領域１１が認識マーク１０の位置と推定される （ステップＳ２０５）。
【００５３】
パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置情報を制御部９に送信し、制御部９を介して送信された検出した認識マーク１０の位置情報が、撮像位置情報記憶部１４に保存される（ステップＳ２０６）。
【００５４】
また、制御部９は、認識マーク１０の位置からその後のＸＹステージ２の移動に用いる位置決めデータを作成し、基板１の位置決めを行うよう制御し（ステップＳ２０７）、位置決め終了後、すべての基板１の位置決めが終了したかを判断する（Ｓ２０８）。
【００５５】
終了した場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、本工程を終了し、終了していない場合は（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０１から繰り返す。
【００５６】
パターン位置演算部７が、マッチング率が閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、パターン位置演算部７は、認識マーク１０の位置が不検出である旨、制御部９に送信する。
【００５７】
制御部９は、認識マーク１０の位置が不検出である旨受信した場合、新たな撮像領域が設定されているか判断する（ステップＳ２０９）。新たな撮像領域が設定されていない場合は（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、制御部９は、リファレンスパターン１２が外接する四角形１３の対角線の長さと閾値との乗算値ｈの長さ分、前回の撮像領域１１と重複する新たな撮像領域を設定する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
制御部９は、さらに、撮像位置情報記憶部１４から、認識マーク１０の位置情報を取得し（ステップＳ２１１）、該位置情報に基づき、ステップＳ２１０で設定した新たな撮像領域の撮像順を決定する（ステップＳ２１２）。
【００５９】
ステージ駆動部８は、決定された撮像順の最初の撮像領域までＸＹステージ２を移動し（ステップＳ２１３）、撮像部３は新たな撮像領域を撮像して、撮像生成した画像データのパターンマッチングが繰り返される（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）。
【００６０】
新たな撮像領域が設定さている場合は（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、ステージ駆動部８は、次回の撮像領域までＸＹステージを移動し（ステップＳ２１３）、パターンマッチングが繰り返される（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）。
【００６１】
本実施の形態２で新たな撮像領域の撮像順を決定するのに使用される認識マークの位置情報は、直近のパターンマッチングで成功した位置（新たに撮像領域を設定したものの中から選択）を優先して使用するほか、これまでのパターンマッチングでの成功頻度が高い位置を優先する方法でもよい。また、新たに設定した撮像領域の初回のみ上記の方法で設定し、その後の順番は、ＸＹステージ２の移動量が短くなる順番としてもよい。
【００６２】
以上のように、本実施の形態２にかかる位置決め装置２００は、実施の形態１の位置決め装置１００と同様に、既知の設計座標から求めた撮像領域の近傍に認識マークが存在し、かつ、該撮像領域に認識マークの一部分（閾値以下）しか存在しない場合であっても、新たな撮像領域を、リファレンスパターンの大きさと閾値との大きさに基づき、前回の撮像領域と重複させるように設定することにより、認識マークが見切れることなく設定したいずれかの撮像領域に入るため、認識マークの検出失敗を防止することが可能となる。
【００６３】
さらに、実施の形態２に係る位置決め装置２００は、パターンマッチングが成功時の認識マーク１０の位置情報を基に、新たな撮像領域の撮像順を決定するため、認識マーク１０の検出時間をさらに短くできるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる位置決め装置、および位置決め方法は、効率的にパターンマッチングを行ない、位置決め時間を短縮させることに有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
２ ＸＹステージ
３ 撮像部
４ 画像記憶部
５ パターン照合部
６ リファレンスパターン記憶部
７ パターン位置演算部
８ ステージ駆動部
９ 制御部
１０ 認識マーク
１１ 撮像領域
１２ リファレンスパターン
１４ 撮像位置情報記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置ステージに載置された対象物の位置決めを行う位置決め装置であって、
前記対象物を撮像して前記対象物の画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部が撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と比較照合するリファレンスパターンを記憶する記憶部と、
前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出するパターン照合部と、
前記パターン照合部が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算部と、
前記載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、
前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺の長さと前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記対象物の特徴部位の位置情報を記憶する撮像位置情報記憶部を備え、
前記制御部は、前記位置情報に基づき、新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の位置決め装置。
【請求項５】
対象物の特徴部分を撮像した画像データに基づき、該特徴部分をパターンマッチングにより認識し、該認識結果に基づき対象物の位置決めを行う位置決め方法であって、
前記対象物を載置ステージに載置し、前記対象物を撮像領域に搬送する搬送ステップと、
前記対象物を撮像部により撮像して前記対象物の画像データを生成する前記撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と記憶部から取得したリファレンスパターンをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算ステップと、
前記位置演算ステップで前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、
前記撮像領域決定ステップで決定した新たな撮像領域まで載置ステージまたは撮像部を移動する移動ステップと、
を含むことを特徴とする位置決め方法。
【請求項６】
前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺と前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする請求項５に記載の位置決め方法。
【請求項７】
前記新たな撮像領域を、前記特徴部分が外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする請求項６に記載の位置決め方法。
【請求項８】
撮像位置情報記憶部から前記対象物の特徴部位の位置情報を取得する取得ステップを含み、
前記移動ステップは、前記位置情報に基づき新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の位置決め方法。
【請求項１】
載置ステージに載置された対象物の位置決めを行う位置決め装置であって、
前記対象物を撮像して前記対象物の画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部が撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と比較照合するリファレンスパターンを記憶する記憶部と、
前記画像データと前記リファレンスパターンとをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出するパターン照合部と、
前記パターン照合部が算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算部と、
前記載置ステージまたは前記撮像部を移動する駆動部と、
前記位置演算部により前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する制御部と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺の長さと前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記対象物の特徴部位の位置情報を記憶する撮像位置情報記憶部を備え、
前記制御部は、前記位置情報に基づき、新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の位置決め装置。
【請求項５】
対象物の特徴部分を撮像した画像データに基づき、該特徴部分をパターンマッチングにより認識し、該認識結果に基づき対象物の位置決めを行う位置決め方法であって、
前記対象物を載置ステージに載置し、前記対象物を撮像領域に搬送する搬送ステップと、
前記対象物を撮像部により撮像して前記対象物の画像データを生成する前記撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像生成した画像データに含まれる特徴部分と記憶部から取得したリファレンスパターンをパターンマッチングして両者のマッチング率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出したマッチング率と予め設定された閾値とを比較し、前記マッチング率が前記閾値より大きい場合に、撮像した領域を特徴部分の位置と推定する位置演算ステップと、
前記位置演算ステップで前記マッチング率が前記閾値より小さいと判定された場合、前記リファレンスパターンの大きさに関連する情報と前記閾値とを元に新たな撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、
前記撮像領域決定ステップで決定した新たな撮像領域まで載置ステージまたは撮像部を移動する移動ステップと、
を含むことを特徴とする位置決め方法。
【請求項６】
前記新たな撮像領域を、前記リファレンスパターンが外接する四角形の長辺と前記閾値との乗算値を元に決定することを特徴とする請求項５に記載の位置決め方法。
【請求項７】
前記新たな撮像領域を、前記特徴部分が外接する四角形の対角線の長さと前記閾値との乗算値の長さ分前回の撮像領域と重複するように決定することを特徴とする請求項６に記載の位置決め方法。
【請求項８】
撮像位置情報記憶部から前記対象物の特徴部位の位置情報を取得する取得ステップを含み、
前記移動ステップは、前記位置情報に基づき新たな撮像領域の撮像順を決定することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６２３７８（Ｐ２０１３−６２３７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９９０３（Ｐ２０１１−１９９９０３）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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