特開 2024-46030 テンプレート生成装置、描画システム、テンプレート生成方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024046030

(43)【公開日】2024-04-03

(54)【発明の名称】テンプレート生成装置、描画システム、テンプレート生成方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20240327BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20240327BHJP

   G01B 11/00 20060101ALN20240327BHJP

   G01B 11/24 20060101ALN20240327BHJP

【ＦＩ】

G03F9/00 H

G03F7/20 521

G01B11/00 C

G01B11/24 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022151168

(22)【出願日】2022-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】中井 浩平

(72)【発明者】

【氏名】坂本 道昭

(72)【発明者】

【氏名】田中 尚武

【テーマコード（参考）】

2F065

2H197

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065AA07

2F065AA12

2F065AA14

2F065AA56

2F065BB01

2F065CC01

2F065DD03

2F065FF01

2F065FF04

2F065JJ03

2F065JJ05

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065PP01

2F065PP12

2F065QQ24

2F065QQ39

2F065RR02

2F065RR05

2H197AA21

2H197CC05

2H197CD02

2H197CD06

2H197CD12

2H197CD15

2H197CD17

2H197CD18

2H197EB30

2H197HA02

2H197HA03

2H197HA05

(57)【要約】

【課題】描画装置における基板のアライメント精度を向上する。
【解決手段】テンプレート生成装置の領域選択部は、基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータから所定の大きさのテンプレート領域を選択する。テンプレート生成部は、描画装置の撮像用解像度にて、当該ＣＡＤデータのテンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレート７１を生成する。当該撮像用解像度は、描画装置の描画用解像度とは異なる。テンプレート生成部は、テンプレート７１に含まれる複数の撮像用画素９５に対して、パターン要素９３に対応する画素の画素値を第１画素値に設定し、背景領域９６に対応する画素の画素値を第２画素値に設定し、パターン要素９３のエッジを含む画素であるエッジ含有画素９５ａの画素値を、第１画素値と第２画素値との間の第３画素値に設定する。これにより、描画装置における基板のアライメント精度を向上することができる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成するテンプレート生成装置であって、
基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する領域選択部と、
描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて、前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成するテンプレート生成部と、
を備え、
前記テンプレート生成部は、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値を第１画素値に設定し、背景領域に対応する画素の画素値を第２画素値に設定し、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値を、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定することを特徴とするテンプレート生成装置。

【請求項2】

請求項１に記載のテンプレート生成装置であって、
前記第３画素値は、前記エッジ含有画素における前記エッジの位置に基づいて設定されることを特徴とするテンプレート生成装置。

【請求項3】

請求項１に記載のテンプレート生成装置であって、
前記第３画素値は、前記エッジ含有画素における前記パターン要素の占有率に基づいて設定されることを特徴とするテンプレート生成装置。

【請求項4】

請求項１に記載のテンプレート生成装置であって、
前記撮像部により取得された前記テンプレート領域の撮像画像に基づいて、前記テンプレートの前記エッジ含有画素の画素値を補正するテンプレート補正部をさらに備えることを特徴とするテンプレート生成装置。

【請求項5】

描画システムであって、
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のテンプレート生成装置と、
前記テンプレート生成装置によって生成された前記テンプレートを用いて基板のアライメントを行い、前記基板に光を照射して描画を行う描画装置と、
を備え、
前記描画装置は、
上面上に前記パターンが予め設けられている前記基板を保持するステージと、
前記基板の前記上面に変調された光を照射する描画ヘッドと、
前記基板の前記上面に平行な走査方向に、前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に移動する走査機構と、
前記パターンの一部を撮像する撮像部と、
前記撮像部により取得された撮像画像に対して前記テンプレートを用いたパターンマッチングを行うことにより前記基板の位置を検出する位置検出部と、
前記パターン上に描画される他のパターンのＣＡＤデータである他のパターンＣＡＤデータを記憶する記憶部と、
前記他のパターンＣＡＤデータをラスタライズしてラスタデータを生成するデータ生成部と、
前記ラスタデータおよび前記位置検出部により検出された前記基板の位置に基づいて前記描画ヘッドおよび前記走査機構を制御することにより、前記描画ヘッドに対して前記走査方向に相対移動する前記基板への前記他のパターンの描画を実行させる描画制御部と、
を備えることを特徴とする描画システム。

【請求項6】

描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成するテンプレート生成方法であって、
ａ）基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する工程と、
ｂ）描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成する工程と、
を備え、
前記ｂ）工程では、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値が、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定されることを特徴とするテンプレート生成方法。

【請求項7】

描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成する際に使用されるプログラムであって、
前記プログラムがコンピュータによって実行されることにより、
ａ）基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する工程と、
ｂ）描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成する工程と、
が実行され、
前記ｂ）工程では、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値が、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定されることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体基板、プリント基板、または、有機ＥＬ表示装置もしくは液晶表示装置用のガラス基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することにより、パターンの描画が行われている。このような描画を行う描画装置では、基板上に設けられたアライメントマークの位置を検出してパターンの描画位置を自動的に調節するアライメント処理が行われている。

【0003】

近年、プリント基板に対する描画では、１枚の基板から採取できるピース数を増加させるために、アライメントマークを配置するためのスペースの削減が求められている。そこで、基板にアライメント専用のマークを設けることなく、基板上のパターンの一部をアライメントマークとして利用することが行われている。

【0004】

例えば、特許文献１の露光装置では、基板上のパターンを撮像して得られた画像内において、当該パターンの一部が、アライメント処理に利用される基準マークモデル（すなわち、テンプレート）として設定されて予め登録される。そして、露光すべき基板が露光装置に搬入されると、当該基板上のパターンの一部がカメラにより撮像され、得られた画像と上記基準マークモデルとのパターンマッチングが行われて当該基板のアライメント処理が行われる。

【0005】

一方、特許文献２では、走査電子顕微鏡におけるパターンの自動測長において、ＣＡＤデータから任意の領域のパターンデータを取り込み、当該パターンデータからパターン輪郭エッジデータを抽出してテンプレートエッジデータを生成する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－１７１９８８号公報

【特許文献2】特開２０００－２３６００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、描画装置において基板に対する描画データの解像度が、基板上のパターンを撮像するカメラの解像度と異なる場合、当該カメラの解像度に合わせてＣＡＤデータから２値のテンプレートを生成すると、量子化誤差が生じるおそれがある。具体的には、ＣＡＤデータにおけるパターンのエッジが、カメラの画素の境界からずれている部位において、当該エッジを含む画素の値が２値（白または黒）のどちらになるかが不明となる。したがって、生成されたテンプレートにおけるパターンの形状や重心位置が、実際のパターンの形状や重心位置とは異なる可能性があり、アライメント精度の向上が難しかった。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、描画装置における基板のアライメント精度を向上することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の態様１は、描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成するテンプレート生成装置であって、基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する領域選択部と、描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて、前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成するテンプレート生成部と、を備える。前記テンプレート生成部は、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値を第１画素値に設定し、背景領域に対応する画素の画素値を第２画素値に設定し、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値を、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定する。

【0010】

本発明の態様２は、態様１のテンプレート生成装置であって、前記第３画素値は、前記エッジ含有画素における前記エッジの位置に基づいて設定される。

【0011】

本発明の態様３は、態様１のテンプレート生成装置であって、前記第３画素値は、前記エッジ含有画素における前記パターン要素の占有率に基づいて設定される。

【0012】

本発明の態様４は、態様１（態様１ないし３のいずれか１つであってもよい。）のテンプレート生成装置であって、前記撮像部により取得された前記テンプレート領域の撮像画像に基づいて、前記テンプレートの前記エッジ含有画素の画素値を補正するテンプレート補正部をさらに備える。

【0013】

本発明の態様５は、描画システムであって、態様１ないし４のいずれか１つに記載のテンプレート生成装置と、前記テンプレート生成装置によって生成された前記テンプレートを用いて基板のアライメントを行い、前記基板に光を照射して描画を行う描画装置と、を備える。前記描画装置は、上面上に前記パターンが予め設けられている前記基板を保持するステージと、前記基板の前記上面に変調された光を照射する描画ヘッドと、前記基板の前記上面に平行な走査方向に、前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に移動する走査機構と、前記パターンの一部を撮像する撮像部と、前記撮像部により取得された撮像画像に対して前記テンプレートを用いたパターンマッチングを行うことにより前記基板の位置を検出する位置検出部と、前記パターン上に描画される他のパターンのＣＡＤデータである他のパターンＣＡＤデータを記憶する記憶部と、前記他のパターンＣＡＤデータをラスタライズしてラスタデータを生成するデータ生成部と、前記ラスタデータおよび前記位置検出部により検出された前記基板の位置に基づいて前記描画ヘッドおよび前記走査機構を制御することにより、前記描画ヘッドに対して前記走査方向に相対移動する前記基板への前記他のパターンの描画を実行させる描画制御部と、を備える。

【0014】

本発明の態様６は、描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成するテンプレート生成方法であって、ａ）基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する工程と、ｂ）描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成する工程と、を備える。前記ｂ）工程では、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値が、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定される。

【0015】

本発明の態様７は、描画装置における基板のアライメントに使用されるテンプレートを生成する際に使用されるプログラムであって、前記プログラムがコンピュータによって実行されることにより、ａ）基板上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータから、パターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域を選択する工程と、ｂ）描画装置の描画用解像度とは異なる前記描画装置の撮像部の撮像用解像度にて前記パターンＣＡＤデータの前記テンプレート領域をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成する工程と、が実行される。前記ｂ）工程では、前記テンプレートに含まれる複数の画素に対して、前記パターン要素に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、前記パターン要素のエッジを含む画素であるエッジ含有画素の画素値が、前記第１画素値と前記第２画素値との間の第３画素値に設定される。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、描画装置における基板のアライメント精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一の実施の形態に係る描画システムを示す斜視図である。

【図2】コンピュータの構成を示す図である。

【図3】制御部の機能を示すブロック図である。

【図4】テンプレート生成装置の機能を示すブロック図である。

【図5】テンプレート領域を示す図である。

【図6】テンプレート領域を示す図である。

【図7A】比較例のテンプレートを示す図である。

【図7B】比較例のテンプレートを示す図である。

【図8】テンプレートを示す図である。

【図9A】パターンの描画の流れを示す図である。

【図9B】テンプレートの生成の流れを示す図である。

【図10】テンプレートの一部を拡大して示す図である。

【図11】テンプレートを示す図である。

【図12】テンプレートの生成の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画システム５を示す斜視図である。描画システム５は、描画装置１と、コンピュータ１００とを備える。描画装置１は、空間変調された略ビーム状の光を基板９上の感光材料に照射し、当該光の照射領域を基板９上にて走査することによりパターンの描画を行う直接描画装置である。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している。図１に示す例では、Ｘ方向およびＹ方向は互いに垂直な水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。他の図においても同様である。

【0019】

基板９は、例えば、平面視において略矩形状の板状部材である。基板９は、例えば、多層プリント配線基板（以下、単に「プリント基板」と呼ぶ。）である。本実施の形態では、基板９の上面９１には、銅（Ｃｕ）等により形成された回路パターンが予め形成されており、当該回路パターン上に感光材料により形成されたレジスト膜が設けられている。そして、描画装置１において、基板９の当該レジスト膜にソルダパターンが描画（すなわち、形成）される。当該ソルダパターンは、上述の回路パターン上に、当該回路パターンに合わせて描画される。なお、基板９には、後述する位置検出処理（すなわち、アライメント処理）専用のアライメントマークは設けられていない。

【0020】

以下の説明では、基板９の上面９１上に予め形成されているパターン（すなわち、回路パターン）を「第１パターン」とも呼ぶ。また、描画装置１において基板９の上面９１上に描画される予定のパターン（すなわち、ソルダパターン）を「第２パターン」または「他のパターン」とも呼ぶ。なお、基板９の種類および形状等は様々に変更されてよい。また、描画装置１により基板９に描画されるパターンもソルダパターンには限定されず、様々に変更されてよい。

【0021】

図１に示すように、描画装置１は、ステージ２１と、ステージ移動機構２２と、撮像部３と、描画部４とを備える。ステージ２１は、撮像部３および描画部４の下方（すなわち、（－Ｚ）側）において、水平状態の基板９を下側から保持する略平板状の基板保持部である。ステージ２１は、例えば、基板９の下面を吸着して保持するバキュームチャックである。ステージ２１は、バキュームチャック以外の構造を有していてもよく、例えば、メカニカルチャックであってもよい。ステージ２１上に載置された基板９の上面９１は、Ｚ方向に対して略垂直であり、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。

【0022】

ステージ移動機構２２は、ステージ２１を撮像部３および描画部４に対して水平方向（すなわち、基板９の上面９１に略平行な方向）に相対的に移動する移動機構である。ステージ移動機構２２は、第１移動機構２３と、第２移動機構２４とを備える。第２移動機構２４は、ステージ２１をガイドレールに沿ってＸ方向に直線移動する。第１移動機構２３は、ステージ２１を第２移動機構２４と共にガイドレールに沿ってＹ方向に直線移動する。第１移動機構２３および第２移動機構２４の駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。第１移動機構２３および第２移動機構２４の構造は、様々に変更されてよい。

【0023】

描画装置１では、Ｚ方向に延びる回転軸を中心としてステージ２１を回転するステージ回転機構が設けられてもよい。また、ステージ２１をＺ方向に移動するステージ昇降機構が描画装置１に設けられてもよい。ステージ回転機構として、例えば、サーボモータが利用可能である。ステージ昇降機構として、例えば、リニアサーボモータが利用可能である。ステージ回転機構およびステージ昇降機構の構造は、様々に変更されてよい。

【0024】

撮像部３は、Ｘ方向に配列される複数（図１に示す例では、２つ）の撮像ヘッド３１を備える。各撮像ヘッド３１は、ステージ２１およびステージ移動機構２２を跨いで設けられる門形のヘッド支持部３０により、ステージ２１およびステージ移動機構２２の上方にて支持される。２つの撮像ヘッド３１のうち、一方の撮像ヘッド３１はヘッド支持部３０に固定されており、他方の撮像ヘッド３１はヘッド支持部３０上においてＸ方向に移動可能である。これにより、２つの撮像ヘッド３１間のＸ方向の距離を変更することができる。なお、撮像部３の撮像ヘッド３１の数は、１であってもよく、３以上であってもよい。

【0025】

各撮像ヘッド３１は、図示省略の撮像センサおよび光学系を備えるカメラである。各撮像ヘッド３１は、例えば、２次元の画像を取得するエリアカメラである。撮像センサは、例えば、マトリクス状に配列された複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を備える。各撮像ヘッド３１では、図示省略の光源から基板９の上面９１へと導かれた照明光の反射光が、光学系を介して撮像センサへと導かれる。撮像センサは、基板９の上面９１からの反射光を受光し、略矩形状の撮像領域の画像を取得する。上記光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の様々な光源が利用可能である。なお、各撮像ヘッド３１は、ラインカメラ等、他の種類のカメラであってもよい。

【0026】

描画部４は、Ｘ方向およびＹ方向に配列される複数の描画ヘッド４１を備える。図１に示す例では、６つの描画ヘッド４１がＸ方向に略直線状に配列される。各描画ヘッド４１は、ステージ２１およびステージ移動機構２２を跨いで設けられる門形のヘッド支持部４０により、ステージ２１およびステージ移動機構２２の上方にて支持される。ヘッド支持部４０は、撮像部３のヘッド支持部３０よりも（＋Ｙ）側に配置されている。なお、描画部４の描画ヘッド４１の数は適宜変更されてよい。例えば、描画ヘッド４１の数は１つであってもよく、２つ以上であってもよい。

【0027】

各描画ヘッド４１は、図示省略の光源、光学系および空間光変調素子を備える。空間光変調素子としては、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）やＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）等の様々な素子が利用可能である。光源としては、ＬＤ（Laser Diode）等の様々な光源が利用可能である。複数の描画ヘッド４１は、略同じ構造を有する。

【0028】

描画装置１では、描画部４の複数の描画ヘッド４１から変調された（すなわち、空間光変調された）光を基板９の上面９１上に照射しつつ、ステージ移動機構２２により基板９をＹ方向に移動する。これにより、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が基板９上にてＹ方向に走査され、基板９に対するパターンの描画が行われる。以下の説明では、Ｙ方向を「走査方向」とも呼び、Ｘ方向を「幅方向」とも呼ぶ。ステージ移動機構２２は、各描画ヘッド４１からの光の照射領域を基板９上にて走査方向に移動する走査機構である。

【0029】

描画装置１では、基板９に対する描画は、いわゆるシングルパス（ワンパス）方式で行われる。具体的には、ステージ移動機構２２により、ステージ２１が複数の描画ヘッド４１に対してＹ方向に相対移動され、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が、基板９の上面９１上にてＹ方向（すなわち、走査方向）に１回のみ走査される。これにより、基板９に対する描画が完了する。なお、描画装置１では、ステージ２１のＹ方向への移動とＸ方向へのステップ移動とが繰り返されるマルチパス方式により、基板９に対する描画が行われてもよい。描画装置１においてマルチパス方式の描画が行われる場合、Ｙ方向は主走査方向であり、Ｘ方向は副走査方向である。また、ステージ移動機構２２の第１移動機構２３は、ステージ２１を主走査方向に移動させる主走査機構であり、第２移動機構２４は、ステージ２１を副走査方向に移動させる副走査機構である。

【0030】

図２は、コンピュータ１００の構成を示す図である。コンピュータ１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、入出力部１０３と、バス１０４とを備える通常のコンピュータである。バス１０４は、プロセッサ１０１、メモリ１０２および入出力部１０３を接続する信号回路である。メモリ１０２は、各種情報を記憶する。メモリ１０２は、例えば、記憶媒体８１に予め記憶されているプログラムプロダクトであるプログラム１０９ａおよびプログラム１０９ｂを読み出して記憶する。記憶媒体８１は、例えば、ＵＳＢメモリやＣＤ－ＲＯＭである。

【0031】

プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶される上記プログラム１０９ａ，１０９ｂ等に従って、メモリ１０２等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算や画像処理）を実行する。入出力部１０３は、操作者からの入力を受け付けるキーボード１０５およびマウス１０６、並びに、プロセッサ１０１からの出力等を表示するディスプレイ１０７を備える。

【0032】

描画システム５では、コンピュータ１００によってプログラム１０９ａが実行されることにより、図３に示す制御部１０の各機能が実現される。制御部１０は、描画装置１の一部である。また、描画システム５では、コンピュータ１００によってプログラム１０９ｂが実行されることにより、図４に示すテンプレート生成装置６の各機能が実現される。図３は、制御部１０の機能を示すブロック図であり、図４は、テンプレート生成装置６の機能を示すブロック図である。図３では、制御部１０以外の構成も併せて示し、図４では、テンプレート生成装置６以外の構成も併せて示す。

【0033】

図３に示す制御部１０は、ステージ移動機構２２、撮像部３および描画部４等を制御する。制御部１０は、記憶部１１１と、撮像制御部１１２と、位置検出部１１３と、データ生成部１１４と、描画制御部１１５とを備える。記憶部１１１は、主にメモリ１０２により実現され、描画装置１におけるパターンの描画に関する各種情報を予め記憶する。記憶部１１１に記憶されている情報には、例えば、基板９に描画される予定の第２パターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータ（以下、「第２ＣＡＤデータ」とも呼ぶ。）、および、テンプレート生成装置６から描画装置１に送られた情報が含まれる。テンプレート生成装置６からは、例えば、後述するアライメントに使用されるテンプレート等が描画装置１に送られる。

【0034】

撮像制御部１１２、位置検出部１１３、データ生成部１１４および描画制御部１１５は、主にプロセッサ１０１により実現される。撮像制御部１１２は、撮像部３およびステージ移動機構２２を制御することにより、基板９の上面９１の一部を撮像部３に撮像させて上記第１パターンの一部の画像（以下、「撮像画像」とも呼ぶ。）を取得させる。当該撮像画像は、例えば、グレースケールの画像である。当該撮像画像は、記憶部１１１へと送られて格納される。

【0035】

位置検出部１１３は、上述の第１パターンの撮像画像に対して、記憶部１１１に予め記憶されているテンプレートを用いたパターンマッチングを行うことにより、ステージ２１上における基板９の位置（すなわち、描画部４に対する基板９の相対位置）を検出する。データ生成部１１４は、上述の第２ＣＡＤデータをラスタライズして、ラスタデータである描画データ（以下、「第２描画データ」とも呼ぶ。）を生成する。第２描画データは、例えば、ランレングスデータである。

【0036】

描画制御部１１５は、データ生成部１１４により生成された第２描画データ、および、位置検出部１１３により検出された基板９の位置等に基づいて、描画部４およびステージ移動機構２２を制御することにより、基板９上の描画位置を調節しつつ、描画部４に基板９に対する第２パターンの描画を実行させる。

【0037】

なお、制御部１０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）や回路基板等でにより実現されてもよく、これらと１つ以上のコンピュータとの組み合わせにより実現されてもよい。

【0038】

図４に示すテンプレート生成装置６は、描画装置１における基板９のアライメントに使用されるテンプレート（すなわち、基準画像）を生成する装置である。テンプレート生成装置６は、記憶部６１と、領域選択部６２と、テンプレート生成部６３と、テンプレート補正部６４とを備える。記憶部６１は、主にメモリ１０２により実現され、テンプレートの生成に関する各種情報を予め記憶する。記憶部６１に記憶されている情報には、例えば、上述の第１パターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータ（以下、「第１ＣＡＤデータ」とも呼ぶ。）が含まれる。第１ＣＡＤデータは、第１パターンを構成する複数のパターン要素を含む。

【0039】

領域選択部６２は、上述の複数のパターン要素のうち、１つ以上のパターン要素の少なくとも一部を含む所定の大きさの領域を、テンプレート領域として第１ＣＡＤデータから選択する。テンプレート生成部６３は、第１ＣＡＤデータのテンプレート領域を、撮像部３の撮像用解像度（すなわち、撮像ヘッド３１の撮像センサの解像度）にてラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレートを生成する。当該撮像用解像度は、描画装置１における描画部４の描画用解像度とは異なる。テンプレート補正部６４は、テンプレート生成部６３により生成されたテンプレートを、必要に応じて補正する。テンプレート生成部６３により生成されたテンプレート、および／または、テンプレート補正部６４により補正されたテンプレートは、制御部１０へと送られる。

【0040】

なお、テンプレート生成装置６は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）や回路基板等でにより実現されてもよく、これらと１つ以上のコンピュータとの組み合わせにより実現されてもよい。

【0041】

図５は、テンプレート領域９２の一例を示す図である。テンプレート領域９２は、第１ＣＡＤデータが示す第１パターンの一部である比較的小さい領域である。テンプレート領域９２は、撮像部３の各撮像ヘッド３１（図１参照）の視野よりも小さい。図５に示す例では、テンプレート領域９２には、略矩形の１つのパターン要素９３が含まれる。図５では、パターン要素９３に平行斜線を付し、パターン要素９３のエッジ（すなわち、パターン要素９３と背景領域９６との境界）を太線にて示す。図６においても同様である。実際のテンプレート領域９２では、図５に例示するパターン要素９３よりも複雑な形状を有する１つ以上のパターン要素の少なくとも一部が含まれる。

【0042】

図５では、上述の描画用解像度に対応する画素９４（以下、「描画用画素９４」とも呼ぶ。）を破線にて示す。複数の描画用画素９４は、Ｘ方向およびＹ方向にマトリクス状に配置される。各描画用画素９４は、例えば、１辺が１μｍの略正方形である。描画用解像度は、描画部４によりパターンが基板９に描画される際の所定の解像度である。

【0043】

図６は、図５に示す描画用画素９４に代えて、上述の撮像用解像度に対応する画素９５（以下、「撮像用画素９５」とも呼ぶ。）をテンプレート領域９２に配置した図である。破線にて示す複数の撮像用画素９５は、Ｘ方向およびＹ方向にマトリクス状に配置される。各撮像用画素９５は、例えば、１辺が４μｍの略正方形である。図５および図６に示す例では、撮像用画素９５は描画用画素９４よりも大きく、撮像用解像度は描画用解像度よりも低い。

【0044】

図５に示すように、パターン要素９３の（－Ｘ）側のエッジ９３１、（＋Ｙ）側のエッジ９３２、（＋Ｘ）側のエッジ９３３および（－Ｙ）側のエッジ９３４は、描画用画素９４の境界上に位置している。また、図６に示すように、パターン要素９３の（－Ｘ）側のエッジ９３１、および、パターン要素９３の（＋Ｙ）側のエッジ９３２は、撮像用画素９５の境界上に位置している。一方、パターン要素９３の（＋Ｘ）側のエッジ９３３は、撮像用画素９５の境界からＸ方向にずれており、Ｙ方向に並ぶ複数の撮像用画素９５を縦断している。また、パターン要素９３の（－Ｙ）側のエッジ９３４は、撮像用画素９５の境界からＹ方向にずれており、Ｘ方向に並ぶ複数の撮像用画素９５を横断している。

【0045】

図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ、比較例のテンプレート７０ａおよび７０ｂを示す図である。比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂは、比較例のテンプレート生成装置によってテンプレート領域９２が撮像用解像度にてラスタライズされて生成された２値のテンプレートである。比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂでは、テンプレート領域９２のパターン要素９３に対応するテンプレート要素７０７における撮像用画素９５の画素値が「０（黒）」に設定され、背景領域９６に対応するテンプレート背景領域７０８における撮像用画素９５の画素値が「２５５（白）」に設定される。

【0046】

上述のように、図６に示すテンプレート領域９２において、パターン要素９３のエッジ９３１，９３２は撮像用画素９５の境界上に位置する。このため、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂにおけるテンプレート要素７０７の（－Ｘ）側および（＋Ｙ）側のエッジ７０１，７０２の位置は、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３のエッジ９３１，９３２の位置と略同じである。図７Ａおよび図７Ｂでは、パターン要素９３を二点鎖線にて示す。

【0047】

一方、図６に示すテンプレート領域９２において、パターン要素９３のエッジ９３３，９３４は撮像用画素９５の境界上からずれている。このため、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂにおけるテンプレート要素７０７の（＋Ｘ）側および（－Ｙ）側のエッジ７０３，７０４の位置は、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３のエッジ９３３，９３４の位置とは異なる。すなわち、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂでは、描画用解像度と撮像用解像度との差異による量子化誤差が生じ、テンプレート要素７０７のエッジがずれる。

【0048】

具体的には、比較例のテンプレート７０ａでは、テンプレート要素７０７のエッジ７０３は、二点鎖線にて示すパターン要素９３のエッジ９３３から（＋Ｘ）側にずれており、テンプレート要素７０７のエッジ７０４は、二点鎖線にて示すパターン要素９３のエッジ９３４から（－Ｙ）側にずれている。このため、比較例のテンプレート７０ａでは、テンプレート要素７０７は、実際のパターン要素９３よりも（＋Ｘ）側および（－Ｙ）側に膨張している。

【0049】

また、比較例のテンプレート７０ｂでは、テンプレート要素７０７のエッジ７０３は、二点鎖線にて示すパターン要素９３のエッジ９３３から（－Ｘ）側にずれており、テンプレート要素７０７のエッジ７０４は、二点鎖線にて示すパターン要素９３のエッジ９３４から（＋Ｙ）側にずれている。このため、比較例のテンプレート７０ａでは、テンプレート要素７０７は、実際のパターン要素９３よりも（－Ｘ）側および（＋Ｙ）側に縮小している。

【0050】

比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂでは、上述のように、テンプレート要素７０７の形状および重心位置が、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３の形状および重心位置とは異なる。したがって、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂを用いて基板９のアライメントを行った場合、基板９のアライメント精度（すなわち、基板９の位置合わせの精度）が低下するおそれがある。また、比較例のテンプレート生成装置では、図６に示すテンプレート領域９２からテンプレート７０ａおよびテンプレート７０ｂのどちらが生成されるか不明である。したがって、上述の量子化誤差を補正してアライメント精度を向上することも難しい。

【0051】

これに対し、本実施の形態にかかるテンプレート生成装置６では、図８に示すように、グレースケールのテンプレート７１が生成される。図８では、Ｘ方向およびＹ方向にマトリクス状に配列された複数の撮像用画素９５の境界を破線にて示し、パターン要素９３のエッジ９３１～９３４を二点鎖線にて示す。

【0052】

テンプレート７１では、複数の撮像用画素９５のうち、パターン要素９３のエッジ９３１～９３４によって囲まれた略矩形の領域に全体が含まれる撮像用画素９５（すなわち、パターン要素９３に対応する撮像用画素９５）の画素値が、所定の第１画素値（例えば、０（黒））に設定される。また、複数の撮像用画素９５のうち、パターン要素９３のエッジ９３１～９３４によって囲まれた略矩形の領域以外の領域に全体が含まれる撮像用画素９５（すなわち、図５に示す背景領域９６に対応する撮像用画素９５）の画素値が、所定の第２画素値（例えば、２５５（白））に設定される。

【0053】

テンプレート７１では、パターン要素９３のエッジを含む撮像用画素９５であるエッジ含有画素９５ａの画素値が、第１画素値と第２画素値との間の画素値である第３画素値に設定される。第３画素値は、例えば、第１画素値と第２画素値との間の中央の値である１２８（グレー）である。なお、パターン要素９３のエッジを含むエッジ含有画素９５ａとは、当該エッジが、境界以外の部位を通過している撮像用画素９５である。エッジ含有画素９５ａでは、当該エッジは、エッジ含有画素９５ａの境界と交差し、エッジ含有画素９５ａの境界よりも外側の領域から、エッジ含有画素９５ａの境界により囲まれた内側の領域へと延びる。

【0054】

図８に示す例では、パターン要素９３の（＋Ｘ）側の端部において、それぞれがエッジ９３３の一部を含む４個のエッジ含有画素９５ａの画素値が第３画素値に設定される。また、パターン要素９３の（－Ｙ）側の端部において、それぞれがエッジ９３４の一部を含む５個のエッジ含有画素９５ａの画素値が第３画素値に設定される。なお、パターン要素９３の（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部では、１つのエッジ含有画素９５ａが、エッジ９３３の端部、エッジ９３４の端部、および、エッジ９３３とエッジ９３４との交点を含む。当該１つのエッジ含有画素９５ａの画素値も、上述のように第３画素値に設定される。

【0055】

図８では、第１画素値に設定された撮像用画素９５に平行斜線を付し、第２画素値に設定された撮像用画素９５には平行斜線は付していない。また、第３画素値に設定された撮像用画素９５（すなわち、エッジ含有画素９５ａ）には、第１画素値に設定された撮像用画素９５よりも間隔が広い平行斜線を付している。以下の説明では、図８中において平行斜線が付された撮像用画素９５（すなわち、第１画素値に設定された撮像用画素９５および第３画素値に設定された撮像用画素９５）の集合をまとめて、「テンプレート要素７１３」とも呼ぶ。

【0056】

このように、グレースケールのテンプレート７１では、パターン要素９３のエッジを含む撮像用画素９５（すなわち、エッジ含有画素９５ａ）の画素値を第３画素値に設定することにより、テンプレート７１におけるテンプレート要素７１３の重心位置（すなわち、テンプレート要素７１３を構成する複数の撮像用画素９５の濃度を考慮した重心位置）を、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂに比べて、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３の重心位置に近づけることができる。換言すれば、テンプレート７１では、パターン要素９３のエッジを含む撮像用画素９５（すなわち、エッジ含有画素９５ａ）において、テンプレート要素７１３のエッジの位置を意図的に曖昧にすることにより、テンプレート要素７１３のエッジの位置を、比較例のテンプレート７０ａ，７０ｂに比べて、パターン要素９３のエッジの位置に近づけることができる。したがって、テンプレート７１を用いて基板９のアライメントを行うことにより、基板９のアライメント精度を向上することができる。

【0057】

なお、上述の第１画素値および第２画素値はそれぞれ、「０（黒）」および「２５５（白）」である必要はなく、様々に変更されてもよい。第３画素値も、必ずしも「１２８」である必要はなく、第１画素値と第２画素値との間において決定された１つの画素値であればよい。

【0058】

次に、描画装置１による基板９へのパターンの描画の流れについて、図９Ａおよび図９Ｂを参照しつつ説明する。基板９に対する描画の際には、まず、テンプレート生成装置６において、基板９のアライメントに使用されるテンプレート７１（図８参照）が生成され、制御部１０の記憶部１１１に記憶される（ステップＳ１１）。

【0059】

ステップＳ１１では、具体的には、テンプレート生成装置６の記憶部６１に記憶されている第１ＣＡＤデータが読み出され、領域選択部６２により、第１ＣＡＤデータからテンプレート領域９２が選択される（ステップＳ１１１）。続いて、テンプレート生成部６３によって、テンプレート領域９２が上記撮像用解像度にてラスタライズされることにより、グレースケールのテンプレート７１が生成される（ステップＳ１１２）。図１に例示する描画システム５では、ステップＳ１１１において、互いに位置が異なる複数のテンプレート領域９２が選択され、ステップＳ１１２において、複数のテンプレート領域９２にそれぞれ対応する複数のテンプレート７１が生成される。

【0060】

次に、基板９が図１に示す描画装置１に搬入され、ステージ２１により保持される（ステップＳ１２）。ステージ２１は、撮像部３および描画部４よりも（－Ｙ）側の搬出入位置に位置している。ステージ２１上に保持された基板９の上面９１上には、上述の第１パターンが予め設けられている。なお、上述のステップＳ１１（すなわち、テンプレート７１の生成）は、後述するステップＳ１４よりも前に行われるのであれば、ステップＳ１２と並行して行われてもよく、ステップＳ１２よりも後に行われてもよい。

【0061】

ステップＳ１２が終了すると、ステージ移動機構２２により、基板９がステージ２１と共に（＋Ｙ）方向へと移動され、撮像部３の下方へと移動する。そして、撮像制御部１１２（図３参照）により撮像部３およびステージ移動機構２２が制御されることにより、基板９上において複数のテンプレート領域９２にそれぞれ対応する複数の撮像領域が撮像され、それぞれが第１パターンの一部を含む複数の撮像画像が取得される（ステップＳ１３）。

【0062】

上記複数の撮像領域はそれぞれ、基板９がステージ２１上の設計位置に正確に保持された状態において、対応するテンプレート領域９２を略中心とする略矩形状の領域である。上記複数の撮像領域の形状および大きさは、互いに同じである。当該撮像領域は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ平行な一対の辺を有し、Ｘ方向およびＹ方向の双方において、対応するテンプレート領域９２よりも大きい。したがって、ステージ２１上における基板９の位置が設計位置から多少ずれていたとしても、テンプレート領域９２に含まれるパターン要素９３は撮像画像内に含まれる。ステップＳ１３にて取得された撮像画像は、記憶部１１１に格納される。なお、ステップＳ１３は、ステップＳ１１よりも前に行われてもよく、ステップＳ１１と並行して行われてもよい。

【0063】

ステップＳ１３が終了すると、制御部１０の位置検出部１１３（図３参照）により、各撮像画像に対して、各撮像画像に対応するテンプレート７１を用いたパターンマッチングが行われる。当該パターンマッチングは、公知のパターンマッチング法（例えば、幾何学形状パターンマッチングや正規化相関サーチ等）により行われる。そして、各撮像画像におけるテンプレート７１と同じパターン要素の位置、および、各撮像画像を取得した際の基板９と撮像部３との相対位置等に基づいて、ステージ２１上における基板９の位置が位置検出部１１３によって検出される（ステップＳ１４）。

【0064】

ステップＳ１４において位置検出部１１３により検出される基板９の位置とは、ステージ２１上における基板９のＸ方向およびＹ方向における座標、基板９の向き、並びに、基板９の歪み等による変形を示す情報を含む。また、基板９の変形を示す情報とは、変形している基板９の形状等の情報である。

【0065】

上述のように、描画システム５では、図８に示すテンプレート７１におけるテンプレート要素７１３の重心位置を、図６に示すテンプレート領域９２におけるパターン要素９３の重心位置に近づけることができる。このため、ステップＳ１４において、テンプレート７１を用いて基板９のアライメントを行うことにより、ステージ２１上における基板９の位置を精度良く検出することができる。

【0066】

続いて、データ生成部１１４（図３参照）により、記憶部１１１から第２ＣＡＤデータが読み出され、第２ＣＡＤデータのラスタライズが行われて第２描画データが生成される（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５は、ステップＳ１４と並行して行われてもよく、ステップＳ１４よりも前に行われてもよい。ステップＳ１５がステップＳ１４よりも前に行われる場合、例えば、ステップＳ１５は、ステップＳ１１～Ｓ１３のいずれかと並行して行われてもよく、ステップＳ１１～Ｓ１４のいずれか２つのステップの間に行われてもよく、ステップＳ１１よりも前に行われてもよい。

【0067】

第２描画データが生成されると、第２描画データおよびステップＳ１４にて検出された基板９の位置に基づいて、描画部４およびステージ移動機構２２が描画制御部１１５（図３参照）によって制御される。これにより、描画部４の描画ヘッド４１に対してＹ方向に相対移動される基板９に向けて、上述の変調された光が照射され、基板９の上面９１上に第２パターンが描画される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、ステップＳ１４にて検出された基板９の位置に基づいて、描画部４から基板９へと照射される光ビームの変調間隔および変調タイミング、並びに、基板９上における光ビームの走査位置等が、描画部４およびステージ移動機構２２において既知の補正方法にて機械的に自動補正される。これにより、第１パターン上に第２パターンを位置精度良く描画することができる。

【0068】

テンプレート生成装置６では、上述のステップＳ１１２においてエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は、必ずしも１つの画素値に固定される必要はなく、例えば、エッジ含有画素９５ａにおけるエッジの位置に基づいて変更されてもよい。

【0069】

図１０は、Ｙ方向に並ぶ２つのエッジ含有画素９５ａ、および、その近傍の撮像用画素９５を拡大して示す図である。図１０では、２つのエッジ含有画素９５ａの（－Ｘ）側に隣接する２つの撮像用画素９５は、二点鎖線にて示すパターン要素９３に対応する撮像用画素９５であり、その画素値は第１画素値に設定される。また、２つのエッジ含有画素９５ａ、および、パターン要素９３に対応する上記２つの撮像用画素９５を除く他の撮像用画素９５は、背景領域９６に対応する撮像用画素９５であり、その画素値は第２画素値に設定される。図１０に示す例では、第１画素値および第２画素値はそれぞれ、「０（黒）」および「２５５（白）」である。

【0070】

２つのエッジ含有画素９５ａのうち（＋Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａは、パターン要素９３のＹ方向に延びるエッジ９３３ａを含んでいる。エッジ９３３ａは、当該エッジ含有画素９５ａのＸ方向（すなわち、撮像用画素９５の配列方向のうちエッジ９３３ａと交差する方向）に関する中央よりも（＋Ｘ）側に位置している。換言すれば、当該エッジ含有画素９５ａのうちパターン要素９３と重なる領域の面積は、エッジ含有画素９５ａの面積の半分よりも大きい。さらに換言すれば、当該エッジ含有画素９５ａのうちパターン要素９３と重なる領域の割合（すなわち、当該エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率）は、５０％よりも大きい。

【0071】

当該（＋Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａの画素値（すなわち、第３画素値）は、例えば、「第１画素値＋（第２画素値－第１画素値）×Ｄ１／Ｄ０」に設定される。Ｄ１は、エッジ９３３ａと、エッジ含有画素９５ａの（＋Ｘ）側の境界（すなわち、背景領域９６に対応する撮像用画素９５との境界）との間のＸ方向における距離である。Ｄ０は、エッジ含有画素９５ａのＸ方向の全幅である。図１０に示す例では、距離Ｄ１は距離Ｄ０の約１／４であり、（＋Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は、「６４（比較的濃いグレー）」である。

【0072】

２つのエッジ含有画素９５ａのうち（－Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａは、Ｙ方向に延びるエッジ９３３ｂを含んでいる。エッジ９３３ｂは、当該エッジ含有画素９５ａのＸ方向に関する中央よりも（－Ｘ）側に位置している。換言すれば、当該エッジ含有画素９５ａのうちパターン要素９３と重なる領域の面積は、エッジ含有画素９５ａの面積の半分よりも小さい。さらに換言すれば、当該エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率は、５０％よりも小さい。

【0073】

当該（－Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａの画素値（すなわち、第３画素値）は、例えば、「第１画素値＋（第２画素値－第１画素値）×Ｄ２／Ｄ０」に設定される。Ｄ２は、エッジ９３３ｂと、エッジ含有画素９５ａの（＋Ｘ）側の境界（すなわち、背景領域９６に対応する撮像用画素９５との境界）との間のＸ方向における距離である。図１０に示す例では、距離Ｄ２は距離Ｄ０の約３／４であり、（－Ｙ）側のエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は、「１９２（比較的薄いグレー）」である。

【0074】

このように、テンプレート７１においてエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値を、エッジ含有画素９５ａにおけるエッジの位置に基づいて可変とすることにより、テンプレート７１におけるテンプレート要素７１３の重心位置を、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３の重心位置にさらに近づけることができる。したがって、当該テンプレート７１を用いて基板９のアライメントを行うことにより、基板９のアライメント精度をさらに向上することができる。

【0075】

また、テンプレート７１においてエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は、当該エッジ含有画素９５ａのうちパターン要素９３と重なる領域の割合（すなわち、エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率）に基づいて可変とされてもよい。例えば、エッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は、「第１画素値＋（第２画素値－第１画素値）×（１－Ｓ１／Ｓ０）」とされてもよい。Ｓ１は、エッジ含有画素９５ａのうちパターン要素９３と重なる領域の面積である。Ｓ０は、当該エッジ含有画素９５ａ全体の面積である。この場合、Ｓ１／Ｓ０は、エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率である。

【0076】

図１１に示す例では、パターン要素９３の（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部を含む１つのエッジ含有画素９５ａでは、上述のパターン要素９３の占有率は２５％である。したがって、当該エッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は「１９２」である。また、当該エッジ含有画素９５ａの（＋Ｙ）側に位置する３つのエッジ含有画素９５ａ、および、当該エッジ含有画素９５ａの（－Ｘ）側に位置する４つのエッジ含有画素９５ａでは、上述のパターン要素９３の占有率は５０％である。したがって、これら７つのエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値は「１２８」である。

【0077】

このように、テンプレート７１においてエッジ含有画素９５ａに設定される第３画素値を、エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率に基づいて可変とすることによっても、テンプレート７１におけるテンプレート要素７１３の重心位置を、テンプレート領域９２におけるパターン要素９３の重心位置にさらに近づけることができる。したがって、当該テンプレート７１を用いて基板９のアライメントを行うことにより、基板９のアライメント精度をさらに向上することができる。

【0078】

以上に説明したように、テンプレート生成装置６は、描画装置１における基板９のアライメントに使用されるテンプレートを生成する。テンプレート生成装置６は、領域選択部６２と、テンプレート生成部６３とを備える。領域選択部６２は、基板９上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータ（すなわち、第１ＣＡＤデータ）から、パターン要素９３の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域９２を選択する。テンプレート生成部６３は、描画装置１の撮像部３の撮像用解像度にて、第１ＣＡＤデータのテンプレート領域９２をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレート７１を生成する。当該撮像用解像度は、描画装置１の描画用解像度とは異なる。

【0079】

テンプレート生成部６３は、テンプレート７１に含まれる複数の画素（上記例では、撮像用画素９５）に対して、パターン要素９３に対応する画素の画素値を第１画素値に設定し、背景領域９６に対応する画素の画素値を第２画素値に設定し、パターン要素９３のエッジを含む画素であるエッジ含有画素９５ａの画素値を、第１画素値と第２画素値との間の第３画素値に設定する。これにより、上述のように、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下を抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度を向上することができる。

【0080】

上述のように、第３画素値は、エッジ含有画素９５ａにおけるエッジの位置に基づいて設定されることが好ましい。これにより、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下をさらに抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度をさらに向上することができる。

【0081】

上述のように、第３画素値は、エッジ含有画素９５ａにおけるパターン要素９３の占有率に基づいて設定されることも好ましい。これにより、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下をさらに抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度をさらに向上することができる。

【0082】

描画システム５は、上述のテンプレート生成装置６と、描画装置１とを備える。描画装置１は、テンプレート生成装置６によって生成されたテンプレート７１を用いて基板９のアライメントを行い、基板９に光を照射して描画を行う。描画装置１は、ステージ２１と、描画ヘッド４１と、走査機構（上記例では、ステージ移動機構２２）と、撮像部３と、位置検出部１１３と、記憶部１１１と、データ生成部１１４と、描画制御部１１５とを備える。

【0083】

ステージ２１は、上面９１上にパターン（すなわち、第１パターン）が予め設けられている基板９を保持する。描画ヘッド４１は、基板９の上面９１に変調された光を照射する。走査機構は、基板９の上面９１に平行な走査方向（上記例では、Ｙ方向）に、ステージ２１を描画ヘッド４１に対して相対的に移動する。撮像部３は、第１パターンの一部を撮像する。

【0084】

位置検出部１１３は、撮像部３により取得された撮像画像に対してテンプレート７１を用いたパターンマッチングを行うことにより、基板９の位置を検出する。記憶部１１１は、第１パターン上に描画される他のパターン（すなわち、第２パターン）のＣＡＤデータである他のパターンＣＡＤデータ（すなわち、第２ＣＡＤデータ）を記憶する。データ生成部１１４は、第２ＣＡＤデータをラスタライズしてラスタデータ（すなわち、第２描画データ）を生成する。描画制御部１１５では、第２描画データおよび位置検出部１１３により検出された基板９の位置に基づいて描画ヘッド４１および上記走査機構を制御することにより、描画ヘッド４１に対して走査方向に相対移動する基板９への第２パターンの描画を実行させる。

【0085】

描画システム５では、上述のように、描画装置１における基板９のアライメント精度を向上することができる。このため、基板９上に予め描画されている第１パターン上に第２パターンが描画される際に、第１パターンに対する第２パターンの相対位置精度を向上することができる。

【0086】

上述のテンプレート生成方法は、基板９上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータ（すなわち、第１ＣＡＤデータ）から、パターン要素９３の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域９２を選択する工程（ステップＳ１１１）と、描画装置１の撮像部３の撮像用解像度にて第１ＣＡＤデータのテンプレート領域９２をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレート７１を生成する工程（ステップＳ１１２）と、を備える。当該撮像用解像度は、描画装置１の描画用解像度とは異なる。

【0087】

ステップＳ１１２では、テンプレート７１に含まれる複数の画素（上記例では、撮像用画素９５）に対して、パターン要素９３に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域９６に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、パターン要素９３のエッジを含む画素であるエッジ含有画素９５ａの画素値が、第１画素値と第２画素値との間の第３画素値に設定される。これにより、上述のように、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下を抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度を向上することができる。

【0088】

上述のプログラム１０９ｂは、描画装置１における基板９のアライメントに使用されるテンプレート７１を生成する際に使用される。プログラム１０９ｂがコンピュータ１００によって実行されることにより、基板９上に設けられるパターンのＣＡＤデータであるパターンＣＡＤデータ（すなわち、第１ＣＡＤデータ）から、パターン要素９３の少なくとも一部を含む所定の大きさのテンプレート領域９２を選択する工程（ステップＳ１１１）と、描画装置１の撮像部３の撮像用解像度にて第１ＣＡＤデータのテンプレート領域９２をラスタライズすることにより、グレースケールのテンプレート７１を生成する工程（ステップＳ１１２）と、が実行される。当該撮像用解像度は、描画装置１の描画用解像度とは異なる。

【0089】

ステップＳ１１２では、テンプレート７１に含まれる複数の画素（上記例では、撮像用画素９５）に対して、パターン要素９３に対応する画素の画素値が第１画素値に設定され、背景領域９６に対応する画素の画素値が第２画素値に設定され、パターン要素９３のエッジを含む画素であるエッジ含有画素９５ａの画素値が、第１画素値と第２画素値との間の第３画素値に設定される。これにより、上述のように、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下を抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度を向上することができる。

【0090】

ステップＳ１１では、図１２に示すように、上述のステップＳ１１１～Ｓ１１２に加えて、テンプレート７１の補正（ステップＳ１１３）が行われてもよい。ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２において生成されたテンプレート７１のエッジ含有画素９５ａの画素値（すなわち、第３画素値）が、テンプレート補正部６４（図４参照）によって補正される。テンプレート補正部６４では、撮像部３によって予め取得されたテンプレート領域９２の撮像画像に基づいて、エッジ含有画素９５ａの画素値が補正される。

【0091】

これにより、基板９上のレジストの色（例えば、白、黒、緑または赤等）や、撮像画像の取得時における照明光の状態等によって、撮像画像中におけるパターンとレジストとのコントラスト（すなわち、パターン要素９３と背景領域９６とのコントラスト）等が変化したとしても、当該コントラスト等の変化に応じてエッジ含有画素９５ａの画素値が好適な値に設定される。

【0092】

具体的には、例えば、上述の撮像画像において、パターンの全体またはエッジが第１基準値よりも暗く映っている場合、テンプレート７１のエッジ含有画素９５ａの画素値を１２８から６４へと補正する。また、上述の撮像画像において、パターンの全体またはエッジが、第１基準値より明るい第２基準値よりも明るく映っている場合、テンプレート７１のエッジ含有画素９５ａの画素値を１２８から１９２へと補正する。

【0093】

このように、テンプレート生成装置６は、撮像部３により取得されたテンプレート領域９２の撮像画像に基づいて、テンプレート７１のエッジ含有画素９５ａの画素値を補正するテンプレート補正部６４をさらに備えることが好ましい。これにより、テンプレート７１の生成時における量子化誤差に起因するパターンマッチングの精度低下をさらに抑制することができる。その結果、描画装置１における基板９のアライメント精度をさらに向上することができる。

【0094】

上述のテンプレート生成装置６、描画システム５、テンプレート生成方法およびプログラム１０９ｂでは、様々な変更が可能である。

【0095】

例えば、第１画素値、第２画素値および第３画素値の大きさは、上述の例には限定されず、様々に変更されてよい。

【0096】

上述のステップＳ１１では、ステップＳ１１３におけるテンプレート７１の補正は必ずしも行われる必要はない。また、テンプレート７１の補正が行われない場合、テンプレート生成装置６からテンプレート補正部６４が省略されてもよい。

【0097】

描画装置１における撮像用解像度は、描画用解像度と異なっていればよく、例えば、描画用解像度よりも高くてもよい。すなわち、撮像用画素９５は描画用画素９４よりも小さくてもよい。この場合であっても、描画用画素９４の１辺の長さが、撮像用画素９５の１辺の長さの整数倍ではない場合、上述の量子化誤差は生じる可能性がある。したがって、上述のテンプレート生成装置６によりグレースケールのテンプレートを生成することにより、描画装置１における基板９のアライメント精度を向上することができる。

【0098】

上述の例では、基板９の一方の主面に対する描画について説明したが、描画装置１では、基板９の双方の主面に対してパターンの描画が行われてもよい。この場合、基板９の他方の主面に対する描画の際にも、上記と同様に、当該他方の主面に予め形成されているパターンのＣＡＤデータから、パターンマッチングに利用されるテンプレートがテンプレート生成装置６において作成される。

【0099】

テンプレート生成装置６は、制御部１０を実現するコンピュータとは異なるコンピュータにより実現されてもよい。また、テンプレート生成装置６は、必ずしも描画システム５に設けられる必要はなく、描画装置１から独立した単独の装置として使用されてもよい。

【0100】

上述の基板９は、必ずしもプリント基板には限定されず、例えば、半導体基板、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、または、太陽電池パネル用の基板等であってもよい。

【0101】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0102】

１ 描画装置
３ 撮像部
５ 描画システム
６ テンプレート生成装置
９ 基板
２１ ステージ
２２ ステージ移動機構
４１ 描画ヘッド
６２ 領域選択部
６３ テンプレート生成部
６４ テンプレート補正部
９１ （基板の）上面
９２ テンプレート領域
９３ パターン要素
９５ 撮像用画素
９５ａ エッジ含有画素
９６ 背景領域
１０９ｂ プログラム
１１１ 記憶部
１１３ 位置検出部
１１４ データ生成部
１１５ 描画制御部
９３１～９３４，９３３ａ，９３３ｂ エッジ
Ｓ１１～Ｓ１６，Ｓ１１１～Ｓ１１３ ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】