WO2002067198A1

WO2002067198A1 - Procede d'appariement d'images, appareil d'appariement d'images et dispositif de traitement de tranches

Info

Publication number: WO2002067198A1
Application number: PCT/JP2002/001430
Authority: WO
Inventors: Masayoshi Ichikawa; Kazuyuki Maruo
Original assignee: Advantest Corporation
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2002-08-29
Also published as: US20040146194A1; JP2002245454A; DE10296379T1

Description

明細書画像マッチング方法、画像マッチング装置、及ぴウェハ処理装置技術分野

本発明は、画像マッチング方法、画像マッチング装置、及びウェハ処理装置に関する。特に本発明は、迅速に画像をマッチングすることが可能な画像マツチング方法、画像マッチング装置、及びウェハ処理装置に関する。また本出願は、下記の日本特許出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。

特願 2 0 0 1—4 3 2 3 5 出願日 2 0 0 1年 2月 2 0日背景技術

半導体基板等のゥヱハに回路パターンを露光する場合には、正確な位置合わせを行うために、ウェハの所定の位置に予め位置合わせ用のマークを描画し、ウェハにおけるマークの位置を検出する。そして、検出されたマークの位置を基準としてゥヱハに所定のパターンを露光する。ウェハのマークの位置を検出するために、画像マッチング技術が用いられる。従来の画像マッチング技術においては、ウェハのマークを含む画像を入力画像として取得し、その入力画像の画素値をテンプレート画像の画素値と二次元的に比較していた。

し力し、通常、入力画像におけるマークの位置を検出するためには、複雑な計算式を用いて正規ィ匕された相互相関値等を求めるため、入力画像の画素値をテンプレ一ト画像の画素値と二次元的に比較していたのでは、膨大な回数の計算をする必要があった。そのため、ウェハのマークの位置を検出するために多大な時間を要し、迅速なウェハ露光処理を行うのが困難であった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる画像マッチング方法、画像マッチング装置、及びウェハ処理装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

発明の開示

上記課題を解決するために、本発明の第 1の形態においては、予め与えられたテンプレート画像に近似した近似部分領域を入力画像から検出する画像マッチング方法であって、入力画像の画素値を、第 1軸及び第 1軸に実質的に垂直な第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する入力信号形成ステップと、テンプレート画像の画素値を第 1軸に投影した第 1テンプレート信号と、第 1入力信号とに基づいて、第 1軸方向において近似部分領域と対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1軸第 1部分検出ステップと、テンプレート画像の画素値を第 2軸に投影した第 2テンプレート信号と第 2入力信号とに基づいて、第 2軸方向において近似部分領域と対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1 部分検出ステップと、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される入力画像における候補領域画像の画素値を第 1軸に投影した第 3入力信号を形成する候補領域信号形成ステップと、第 1テンプレート信号と第 3入力信号とに基づいて、第 1軸方向において近似部分領域と対応する部分を含む第 1軸第 2部分を検出する第 1軸第 2部分検出ステップとを備えることを特徴とする画像マッチング方法を提供する。

候補領域信号形成ステツプは、候補領域画像の画素値を第 2軸に投影した第 4入力信号を形成するステップを有し、画像マッチング方法は、第 2テンプレート信号と第 4入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2部分を検出する第 2軸第 2部分検出ステップをさらに備えてよレ、。また、テンプレート画像の画素値をテンプレート画像の第 1軸及ぴ第 2軸にそれぞれ投影することにより第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成ステツプをさらに備えてよい。第 1軸第 1部分検出ステップは、第 1テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出する第 1テンプレートエツジ領域抽出ステップと、第 1入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出する第 1入力信号エッジ領域抽出ステップとを有し、第 1テンプレート信号におけるェッジ領域の信号値と第 1入力信号におけるエッジ領域の信号値とに基づいて、第 1 軸第 1部分を検出し、第 2軸第 1部分検出ステップは、第 2テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出する第 2テンプレートエツジ領域抽出ステップと、第' 2入力信号における画素値のレベルが大きく変化するェッジ領域を抽出する第 2入力信号ェッジ領域抽出ステップとを有し、第 2テンプレ一ト信号におけるエッジ領域の信号値と第 2入力信号におけるエッジ領域の信号値とに基づいて、第 2軸第 1部分を検出してよい。

第 1テンプレートエツジ領域抽出ステップは、第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きレヽ座標をェッジ領域として抽出するステップを有し、第 1入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 1入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出するステップを有し、第 2テンプレートエッジ領域抽出ステップは、第 2テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出するステップを有し、第 2入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 2入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出するステップを有してよい。

第 1テンプレートエツジ領域抽出ステップは、第 1テンプレー小信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1 次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までを、エッジ領域として抽出するステップを有し、第 1入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 1入力信号の信号値を微分し、微分した 1 7火微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が最小となる座標から 2 次微分値が最大となる座標までを、エッジ領域として抽出するステップを有し、第 2テンプレートエツジ領域抽出ステップは、第 2テンプレート信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が最小となる座標から 2次微分値が最大となる座標までを、エッジ領域として抽出するステップを有し、第 2入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 2入力信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が最小となる座標から 2次微分値が最大となる座標までを、エッジ領域として抽出するステップを有してよい。第 1軸第 2部分検出ステップは、第 3入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出する第 3入力信号ェッジ領域抽出ステップを有し、第 1 テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と第 3入力信号におけるエツジ領域の信号値とに基づいて、第 1軸第 2部分を検出してよい。

第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出するステップを有し、第 3入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 3入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出するステップを有してよい。

第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、第 1テンプレート信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1 次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までを、エツジ領域として抽出するステップを有し、第 3入力信号エッジ領域抽出ステップは、第 3入力信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む微分した 2次微分値が極小となる座標から 2 次微分値が極大となる座標までを、エッジ領域として抽出するステップを有してよレ、。

第 1軸第 1部分検出ステップは、第 1軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 1入力信号を走査して第 1テンプレート信号と第 1入力信号とを比較し、第 1テンプレート信号と第 1入力信号との相関を示す第 1相関値を算出するステツプを有し、第 1相関値に基づいて、第 1軸第 1部分を検出し、第 2軸第 1部分検出ステツプは、第 2軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 2入力信号を走査して第 2テンプレート信号と第 2入力信号とを比較し、第 2テンプレート信号と第 2入力信号との相関を示す第 2相関値を算出するステップを有し、第 2相関値に基づいて、第 2軸第 1部分を検出してよい。

第 1軸第 1部分検出ステップは、第 1相関値が極大値を示す第 1軸上の座標を含む部分を、第 1軸第 1部分として検出し、第 2軸第 1部分検出ステップは、第 2相関値が極大値を示す第 2軸上の座標を含む部分を、第 2軸第 1部分として検出してよい。

第 1軸第 1部分検出ステップは、第 1相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大きい座標を含む部分を、第 1軸第 1部分として検出し、第 2 軸第 1部分検出ステップは、第 2相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大きい座標を含む部分を、第 2軸第 1部分として検出してよい。第 1軸第 2部分検出ステップは、第 1軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 3入力信号を走査して第 1テンプレート信号と第 3入力信号とを比較し、第 1テンプレート信号と第 3入力信号との相関を示す第 3相関値を算出するステツプを有し、第 3相関値に基づいて、第 1軸第 2部分を検出してよい。

第 1軸第 2部分検出ステップは、第 1軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 3入力信号を走査して第 1テンプレート信号と第 3入力信号とを比較し、第 1テンプレート信号と第 3入力信号との相関を示す第 3相関値を算出するステツプを有し、第 3相関値に基づいて、第 1軸第 2部分を検出し、第 2軸第 2部分検出ステップは、第 2軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 4入力信号を走査して第 2テンプレート信号と第 4入力信号とを比較し、第 2テンプレート信号と第 4入力信号との相関を示す第 4相関値を算出するステップを有し、第 4相関値に基づいて、第 2軸第 2部分を検出してよい。

本発明の第 2の形態においては、予め与えられたテンプレート画像に近似した近似部分領域を入力画像から検出する画像マッチング装置であって、入力画像の画素値を第 1軸及び第 1軸に実質的に垂直な第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及ぴ第 2入力信号を形成する入力信号形成手段と、テンプレート画像の画素値を第 1 軸に投影した第 1テンプレート信号と第 1入力信号とに基づいて、第 1軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1軸第 1部分検出手段と、テンプレート画像の画素値を第 2軸に投影した第 2テンプレート信号と第 2入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1部分検出手段と、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される入力画像における候補領域画像の画素値を第 1軸に投影した第 3入力信号を形成する候補領域信号形成手段と、第 1テンプレート信号と第 3入力信号とに基づいて、第 1軸方向における近似部分領域を含む第 1軸第 2 部分を検出する第 1軸第 2部分検出手段とを備えることを特徴とする画像マツチング装置を提供する。

候補領域信号形成手段は、候補領域画像の画素値を第 2軸に投影した第 4入力信号を形成し、画像マッチング装置は、第 2テンプレート信号と第 4入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2部分を検出する第 2軸第 2部分検出手段をさらに備えてよい。

また、テンプレート画像の画素値を当該テンプレート画像の第 1軸及ぴ第 2軸にそれぞれ投影した第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成手段をさらに備えてよい。

本発明の第 3の形態においては、ウェハに回路パターンを露光するウェハ処理装置であって、ウェハに設けられたマークを含む画像を入力画像として取得する入力画像取得手段と、テンプレート画像を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された

'一ト画像の画素値を当該画像の第 1軸及び第 1軸に実質的に垂直な第 2軸にそれぞれ投影した第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成手段と、入力画像の画素値を第 1軸及び第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する入力信号形成手段と、第 1テンプレ一ト信号及び第 1入力信号に基づいて、第 1軸方向におけるテンプレート画像に対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1軸第 1部分検出手段と、第 2テンプレート信号及び第 2入力信号とに基づいて、第 2軸方向におけるテンプレート画像に対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1部分検出手段と、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される入力画像における候補領域画像の画素値を第 1軸に投影した第 3入力信号を形成する候補領域信号形成手段と、第 1テンプレート信号及び第 3入力信号に基づいて、第 1軸方向におけるテンプレート画像に対応する部分を含む第 1軸第 2部分を検出する第 1軸第 2部分検出手段と、第 1軸第 1部分により特定される入力画像における決定領域画像をテンプレート画像とマッチングし、ウェハにおけるマークの位置に基づレ、てウェハの位置を検出するマッチング手段と、検出されたウェハの位置に基づいて、ウェハを移動させる移動手段とを備えることを特徴とするウェハ処理装置を提供する。

候補領域信号形成手段は、候補領域画像の画素値を第 2軸に投影した第 4入力信号を形成し、ウェハ処理装置は、第 2テンプレート信号と第 4入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2部分を検出する第 2軸第 2部分検出手段をさらに備えてよい。

尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態に係るウェハ処理装置を示すブロック図である。図 2は、本実施形態に係るウェハ処理装置が入力画像から近似部分領域を検出する各ステップを示すフローチャートである。

図 3は、本発明の一実施形態に係るウェハ処理装置により、ウェハの入力画像力らマークを検出する手順を示す模式図である。

図 4は、テンプレート画像を第 1軸上及び第 2軸上に投影させた第 1テンプレ一ト信号及び第 2テンプレート信号を示す模式図である。

図 5は、各信号において、エッジ領域を抽出する手順を示すチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図 1は、本発明の一実施形態に係るゥェハ処理装置の構成の一例を示すプロック図である。

ウェハ処理装置 1 0は、ウェハに回路パターンを露光する。ウェハ処理装置 1 0 は、ウェハに設けられたマークを含む画像を入力画像として取得する入力画像取得手段 1 4と、テンプレート画像を記憶するテンプレート画像記憶手段 1 2と、予め与えられたテンプレート画像に近似した近似部分領域をマークとして入力画像から検出するマッチング装置 2 0と、検出されたマークをテンプレート画像とマツチングし、ゥヱハにおけるマークの位置に基づいてゥヱハの位置を検出するマツチング手段 4 0と、検出されたウェハの位置に基づいて、ウェハを移動させるウェハ移動手段 4 2とを有する。ウェハ処理装置 1 0は、例えば電子ビーム露光装置等のゥェハ露光装置であってよい。この場合ウェハ処理装置 1 0は、電子ビームを発生する電子銃と、電子ビームを収束し、焦点位置を調整する電子レンズと、電子ビームを偏向する偏向部とをさらに有してよい。

マッチング装置 2 0は、テンプレート信号形成手段 2 2と、入力信号形成手段² 4と、第 1軸第 1部分検出手段 2 6と、第 2軸第 1部分検出手段 2 8と、第 1軸第 2部分検出手段 3 0と、第 2軸第 2部分検出手段 3 2と、候補領域信号形成手段 3 4と、マッチング手段 4 0とを有する。 -

'一ト信号形成手段 2 2は、テンプレート画像記憶手段 1 2に記憶された一ト画像の画素値を当該画像の第 1軸上及び第 1軸と異なる第 2軸上にそれぞれ投影した第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を形成する。第 2 軸は第 1軸に実質的に垂直であるのが好ましい。入力信号形成手段 2 4は、入力画像取得手段 1 4が取得した入力画像の画素値を第 1軸上及び第 2軸上にそれぞれ投影した第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号及び第 1入力信号に基づいて、第 1軸方向における近似部分領域を含む第 1軸第 1部分を検出する。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出してよく、第 1入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出してよい。この場合、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と第 1入力信号におけるエツジ '領域の信号値とに基づいて、第 1軸第 1部分を検出するのが好ましい。

第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号及び第 2入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域を含む第 2軸第 1部分を検出する。第 2 軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出してよく、第 2入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出してよい。この場合、第 2軸第 1部分検出手段 2 8 は、第 2テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と第 2入力信号におけるェッジ領域の信号値とに基づいて、第 2軸第 1部分を検出するのが好ましい。

本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2 軸第 1部分検出手段 2 8がそれぞれ第 1軸方向における第 1軸第 1部分及び第 2軸方向における第 2軸第 1部分を一次元的に検出するため、入力画像から近似部分領域が含まれる可能性の高い候補領域を迅速に特定することができる。

また、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分がそれぞれエッジ領域の信号値に基づいて第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分を検出することにより、ゥヱハの状態によって生じる入力画像の画像値の局所的な変動に影響されることなく入力画像中のマークを精度良く検出することができる。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8がェッジ領域を抽出するステップの一例を説明する。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を、第 1テンプレート信号におけるエッジ領域として抽出する。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1 入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出する。 .

同様に、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を、第 2テンプレート信号におけるエッジ領域として抽出する。次に、第 2軸第 1部分検出手段 2 8 は、第 2入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を、第 2入力信号におけるエッジ領域として抽出する。

次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第' 1部分検出手段 2 8がエッジ領域を抽出するステップの他の例を説明する。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号及ぴ第 1入力信号の信号値をそれぞれ微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出する。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号及び第 1入力信号の 1次微分値をさらにそれぞれ微分し、 1次極値座標を含む、微分した 2 7次微分値が極小となる座標から 2 7 微分値が極大となる座標までをそれぞれの信号におけるェッジ領域としてそれぞれ抽出する。

同様に、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号及び第 2入力信号の信号値をそれぞれ微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出する。次に、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号及び第 2入力信号の 1次微分値をさらにそれぞれ微分し、 1次極値座標を含む、微分した 2次微分 f直が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までをそれぞれの信号におけるエッジ領域としてそれぞれ抽出する。

本実施形態に係るゥェハ処理装置 1 0は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2 軸第 1部分検出手段 2 8がェッジ領域を抽出するので、より迅速に候補領域を特定することができる。

候補領域信号形成手段 3 4は、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される入力画像における候補領域画像の画素値を第 1軸上に投影した第 3入力信号を形成する。候捕領域信号形成手段 3 4は、さらに、候補領域画像の画素値を第 2軸上に投影した第 4入力信号を形成してもよい。

第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1テンプレート信号及び第 3入力信号に基づいて、第 1軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 1軸第 2部分を検出する。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出してもよい。この場合、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6により抽出された第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と第 3入力信号におけるエツジ領域の信号値とに基づいて、第 1軸第 2部分を検出するのが好ましい。

第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2テンプレート信号及び第 4入力信号とに基づいて、第 2軸方向における近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2部分を検出する。第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出してもよい。この場合、第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2軸第 1部分検出手段 2 8により抽出された第 2テンプレート信号におけるェッジ領域の信号値と第 4入力信号におけるエツジ領域の信号値とに基づヽて、第 2軸第 2部分を検出するのが好ましい。

本実施形態に係るゥハ処理装置 1 0は、第 1軸第 2部分検出手段 3 0及び第 2 軸第 2部分検出手段 3 2がそれぞれ第 1軸方向における第 1軸第 2部分及ぴ第 2軸方向における第 2軸第 2部分を一次元的に検出するため、候捕領域から近似部分領域を迅速に特定することができる。また、候捕領域の画素値のみに基づいて、画像のマッチングを行うため、より精度よくマークを検出することができる。

次に、第 1軸第 2部分検出手段 3 0及ぴ第 2軸第 2部分検出手段 3 2がェッジ領域を抽出するステップの一例を説明する。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出する。次に、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出する。

第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出する。次に、第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標をエッジ領域として抽出する。

次に、第 1軸第 2部分検出手段 3 0及び第 2軸第 2部分検出手段 3 2がェッジ領域を抽出するステップの他の例を説明する。

第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3入力信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出する。次に、第 1軸第 2部分検出手段 3 0 は、第 3入力信号の 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む、微分した 2 次微分値が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までをエッジ領域として抽出する。

第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4入力信号の信号値を微分し、微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出する。次に、第 2軸第 2部分検出手段 3 2 は、第 4入力信号の 1次微分値をさらに微分し、 1次極値座標を含む、微分した 2 次微分値が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までをエッジ領域として抽出する。

本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0は、第 1軸第 2部分検出手段 3 0及び第 2 軸第 2部分検出手段 3 2がェッジ領域を抽出するので、より迅速に近似部分領域を特定することができる。

さらに、マッチング手段 4 0は、第 1軸第 2部分及ぴ第 2軸第 2部分により特定される入力画像における決定領域画像をテンプレート画像とマッチングしてもよレ、。マツチング手段 4 0は、第 1軸第 2部分及び第 2軸第 2部分により特定される入力画像における決定領域画像の画素値を第 1軸上に投影した第 5入力信号と第 2軸上に投影した第 6入力信号とを形成してもよい。

マッチング手段 4 0は、第 5入力信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエッジ領域を抽出してもよい。さらに、マッチング手段 4 0は、第 5入力信号における複数のエッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、算出したエッジ領域間の距離が許容範囲に含まれるエツジ領域の組み合わせを求めてもよい。マッチング手段 4 0は、第 1テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエッジ領域を抽出してもよい。さらに、マッチング手段 4 0は、第 1テンプレート信号における複数のエッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、算出したエッジ領域間の距離が許容範囲となるエツジ領域の組み合わせを求めてもよレ、。

マツチング手段 4 0は、第 5入力信号におけるエツジ領域の組み合わせの中心を、第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の組み合わせの中心と合わせることにより、決定領域画像をテンプレート画像とマッチングしてよい。

マッチング手段 4 0は、第 6入力信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエッジ領域を抽出してもよい。さらに、マッチング手段 4 0は、第 6入力信号における複数のェッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、算出したェッジ領域間の距離が許容範囲となるエツジ領域の組み合わせを求めてもよレ、。マツチング手段 4 0は、第 2テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエツジ領域を抽出してもよい。さらに、マッチング手段 4 0は、第 2テンプレート信号における複数のェッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、算出したェッジ領域間の距離が許容範囲となるエツジ領域の組み合わせを求めてもよい。

マツチング手段 4 0は、第 6入力信号におけるエッジ領域の組み合わせの中心を、第 2テンプレート信号におけるエツジ領域の組み合わせの中心と合わせることにより、決定領域画像をテンプレート画像とマッチングしてよい。

本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0は、マッチング手段 4 0が上記の方法で決定領域画像とテンプレート画像とをマッチングするので、テンプレート画像及ぴ入力画像の取得状況に関わらず、入力画像中のマークを精度よく検出することができる。

図 2は、本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0が入力画像から近似部分領域を検出する各ステップを示すフローチヤ一トである。

本実施形態において、まず、入力信号形成手段 2 4が、第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する（S 1 0 )。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8が、それぞれ第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分を検出する（ S 1 2、 S 1 4 )。続いて、候補領域信号形成手段 3 4が、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される候補領域画像を検出する（S 1 6 )。次に、候補領域信号形成手段 3 4が、第 3入力信号及び第 4入力信号を形成する（S 1 8 )。次に、第 1軸第 2部分検出手段 3 0及び第 2軸第 2部分検出手段 3 2が、それぞれ第 1軸第 2部分及び第 2軸第 2部分を検出する（S 2 0、 S 2 2 )。次に、マッチング手段 4 0が、第 1軸第 2部分及ぴ第 2軸第 2部分により特定される決定領域画像を検出する（ S 2 4 )。

以下に、各ステップの詳細を図を用いて説明する。

図 Sは、本発明の一実施形態に係るウェハ処理装置により、ウェハの入力画像からマークを検出する手順を示す模式図である。

図 3 ( a ) は、予め与えられたテンプレート画像を示す。本実施形態におけるテンプレート画像は、第 1軸方向に平行な 2本の線と第 2軸方向に平行な 3本の線とを含む模様を有する。この模様はウェハ上にエッチングで形成された凹凸により構成されてよレヽ。この場合、例えば C C D (C h a r g e d C o u l e d D e v i c e ) 等で撮影されたテンプレート画像の模様部分は、その他の部分とコントラストが異なり、画素値も異なる。また、テンプレート画像は、予めテンプレート画像記憶手段 1 2に記憶されたデータであってもよレ、。

テンプレート信号形成手段 2 2は、テンプレート画像の画素値を第 1軸上及び第 2軸上にそれぞれ投影する。第 1軸上及び第 2軸上に投影された第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号は、テンプレート画像の模様の部分の画素値が他の部分の画素値と異なる。従って、第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号は、それぞれテンプレート画像の模様を反映したパターンを有する。

図 3 ( b ) は、入力画像取得手段 1 4により取得された入力画像を示す。本実施例における入力画像は、テンプレート画像と実質的に同一の近似部分領域であるマークを含む。入力画像に含まれるマークは、ウェハ上にエッチングで形成された凹凸により構成される。そのため、例えば C C D等で撮影された入力画像のマークは、その他の部分とコントラストが異なり、画素値も異なる。

入力信号形成手段 2 4は、入力画像の画素値を第 1軸上及び第 2軸上にそれぞれ投影する。第 1軸上及び第 2軸上に投影された第 1入力信号及び第 2入力信号は、入力画像のマーク部分の画素値が他の部分の画素値と異なる。従って、第 1入力信号及ぴ第 2入力信号は、それぞれマークの模様を反映したパターンを有する。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、テンプレート画像の第 1テンプレート信号を入力画像の第 1入力信号上で走査させる。具体的には、第 1軸第 1部分検出手段 2 6 は、第 1テンプレート信号を第 1軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 1入力信号上で走査して第 1テンプレート信号と第 1入力信号とを比較してもよい。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号と第 1入力信号との相関を示す第 1相関値を算出してもよく、第 1相関値に基づいて、第 1軸第 1部分を検出してよい。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号及ぴ第 1入力信号からそれぞれエッジ領域を検出し、エッジ領域における各信号の画素値と座標とに基づいて、第 1相関値を算出してもよい。 . 第 1相関値は、以下の式（1 ) 〜式（3 ) に基づいて算出される正規化相関値であってよい。本実施形態においては、第 1テンプレート信号及ぴ第 1入力信号のェッジ領域の座標の信号値のみを用いて正規化相関値を算出する。

式（1 ) は第 1テンプレート信号の信号値を算出する式である。

1 N

Τ_χ (τη) =—ΥΤ( ,η) 式（1 ) ここで、 T (m， n ) は、テンプレート画像の第 1軸方向の座標 m、第 2軸方向の座標 nにおける画素値である。 Nは、テンプレート画像における第 2軸方向の画素の画素数である。 T x (m) は、第 1軸方向の座標 nにおける第 1テンプレート信号の信号値である。信号値 T x (m) 力、ら第 1テンプレート信号におけるエッジ領域の座標を検出する。

式（2 ) は第 1入力信号の信号値を算出する式である。式（2 )

ここで、 X ( i， j ) は、入力画像の第 1軸方向の座標 i、第 2軸方向の座標 j における画素値である。 Jは、入力画像における第 2軸方向の画素の画素数である。 X _X ( i ) は、第 1軸方向の座標 iにおける第 1入力信号の信号値である。信号値 X x ( i ) 力ら第 1入力信号におけるエッジ領域の座標を検出する。

式（3 ) は、正規化相関値を算出する式である。

式 ( 3 )

' ここで、 M' は、第 1テンプレート信号 T x (m) から検出したエッジ領域の画素の画素数である。また、 e d g e Xは検出したエッジ領域の座標値の集合である。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1相関値が極大値を示す第 1軸上の座標を第 1軸第 1部分として検出するのが好ましい。さらに、第 1軸第 1部分検出手段 2 6 は、第 1相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大きい座標を第 1軸第 1部分として検出してよい。また、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、極大値を有する座標付近の座標のうち、所定のしきい値より大きい第 1相関値を有する座標を第 1軸第 1部分として検出してもよい。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、複数の座標を第 1軸第 1部分として検出してよレ、。本実施形態において、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、 2つの座標 1 0 0及び 1 0 2を第 1軸第 1部分として検出する。第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、テンプレート画像の第 2テンプレート信号を入力画像の第 2入力信号上で走査させる。具体的には、第 2軸第 1部分検出手段 2 8 は、第 2テンプレート信号を第 2軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 2入力信号上で走査して第 2テンプレート信号と第 2入力信号とを比較してもよい。第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号と第 2入力信号との相関を示す第 2相関値を算出してもよく、第 2相関値に基づいて、第 2軸第 1部分を検出してよい。第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号及び第 2入力信号からそれぞれエッジ領域を検出し、エッジ領域における各信号の画素値と座標とに基づいて、第 2相関値を算出してもよい。

第 2相関値は、上述したように、第 1相関値と同様の式に基づいて算出される正規化相関値であってよい。

第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2相関値が極大値を示す第 2軸上の座標を第 2軸第 1部分として検出するのが好ましい。第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2 相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大き、座標を第 2軸第 1部分として検出してよい。また、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、極大値を有する座標付近の座標のうち、所定のしきい値より大きい第 2相関値を有する座標を第 2軸第 1部分として検出してよレ、。第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、複数の座標を第 2軸第 1部分として検出してよい。本実施形態において、第 2軸第 1部分検出手段は、 2つの座標 1 0 4及び 1 0 6を第 2軸第 1部分として検出する。

以上のようにして、第 1軸第 1部分検出手段 2 6により検出された第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8により検出された第 2軸第 1部分とから候補領域が特定される。候補領域は、テンプレート画像とほぼ等しい大きさであってよい。また、候補領域は、テンプレート画像より大きく、入力画像より小さくてもよい。候補領域信号形成手段 3 4は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8が、複数の第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分をそれぞれ検出した場合、複数の第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分によりそれぞれ特定される複数の候補領域を選出してよい。本実施形態において、候補領域信号形成手段 3 4は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8により検出された 2つの第 1 軸第 1部分 1 0 0及ぴ 1 0 2と、 2つの第 2軸第 1部分 1 0 4及ぴ 1 0 6とによりそれぞれ特定される 4つの候補領域 1 0 8、 1 1 0、 1 1 2及ぴ 1 1 4を選出する。図 3 ( c ) は、第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分により特定される候補領域を示す。

候補領域信号形成手段 3 4は、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8により特定された候補領域の画素値を第 1軸上及ぴ第 2軸上にそれぞれ投影した第 3入力信号及び第 4入力信号を形成する。候補領域信号形成手段 3 4 は、第 3入力信号又は第 4入力信号のいずれか一方のみを形成してもよい。本実施形態において、候補領域信号形成手段 3 4は、 4つの候補領域 1 0 8、 1 1 0、 1 1 2及び 1 1 4のそれぞれの画素値を第 1軸上に投影した第 3入力信号を形成する。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1テンプレート信号を第 1軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 3入力信号上で走査して第 1テンプレート信号と第 3入力信号とを比較してもよい。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1テンプレート信号と第 3入力信号との相関を示す第 3相関値を算出してもよく、第 3相関値に基づいて、第 1軸第 2部分を検出してよい。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1テンプレート信号及び第 3入力信号からそれぞれェッジ領域を検出し、エツジ領域における各信号の画素値と座標とに基づいて、第 3相関値を算出してもよい。第 3相関値は、上述したように、第 1相関値と同様の式に基づいて算出される正規ィ匕相関値であってよい。

第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3相関値が最大となる第 1軸上の座標を第 1 軸第 2部分として検出するのが好ましい。本実施形態において、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、複数の候補領域 1 0 8、 1 1 0、 1 1 2及ぴ 1 1 4のそれぞれから形成される複数の第 3信号の中で最も大きい第 3相関値を与える第 3信号に対応する座標を第 1軸第 2部分として検出する。本実施形態において、候補領域 1 1 4から形される第 3信号が最も大きい第 3相関値を与えることとする。このとき、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1軸第 1部分 1 0 2を第 1軸第 2部分として検出する。

他の例において、候補領域信号形成手段 3 4は、複数の候補領域 1 0 8、 1 1 0、 1 1 2及び 1 1 4を含むテンプレート画像より大きい領域を候補領域として選択してもよレヽ。この場合、候補領域信号形成手段 3 4は、選択した候補領域の画素値を第 1軸上及び第 2軸上にそれぞれ投影した第 3入力信号及び第 4入力信号を形成する。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、上述した方法と同様にして第 1軸第 2部分を検出する。この場合、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3相関値が極大値を示す第 1軸上の座標を第 1軸第 2部分として検出するのが好ましい。第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大きい座標を第 1軸第 2部分として検出するのが好ましい。本実施形態において、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 3相関値が最大となる第 1軸上の座標を第 1軸 ' 第 2部分として検出する。本実施形態において、第 1軸第 2部分検出手段 3 0は、第 1軸第 1部分 1 0 2に対応する部分を第 1軸第 2部分として検出することとする _c 第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2テンプレート信号を第 2軸方向におけるテンプレート画像の幅の範囲毎に第 4入力信号上で走査して第 2テンプレート信号と第 4入力信号とを比較してもよい。第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2テンプレート信号と第 4入力信号との相関を示す第 4相関値を算出してもよく、第 4相関値に基づいて、第 2軸第 2部分を検出してよい。第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2テンプレート信号及び第 4入力信号からそれぞれェッジ領域を検出し、エツジ領域における各信号の画素値と座標とに基づいて、第 4相関値を算出してもよい。第 4相関値は、上述したように、第 1相関値と同様の式に基づいて算出される正規ィ匕相関値であってよい。

第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4相関値が極大値を示す第 2軸上の座標を第 2軸第 2部分として検出するのが好ましい。第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4 相関値が極大値を示す座標中で、極大値が所定のしきい値より大きい座標を第 2軸第 2部分として検出するのが好ましい。本実施形態において、第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 4相関値が最大となる第 2軸上の座標を第 2軸第 2部分として検出する。本実施形態において、第 2軸第 2部分検出手段 3 2は、第 2軸第 1部分 1 0 6に対応する部分を第 2軸第 2部分として検出することとする。

図 3 ( d ) は、入力画像において、第 1軸第 2部分と第 2軸第 2部分とから特定される決定領域画像を示す。

マッチング手段 4 0は、決定領域画像をテンプレート画像とマッチングする。. . 図 4は、テンプレート画像を第 1軸上及び第 2軸上に投影させた第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を示す模式図である。

図 4 ( a ) において、第 1軸を横軸とし、第 2軸を縦軸とする。他の例において、第 1軸を Y軸とし、第 2軸を X軸としてもよく、第 1軸及び第 2軸はどのような方向であってもよい。

図 4 ( b ) は、第 1軸方向における座標と第 1テンプレート信号の信号値との関係を示す。第 1テンプレート信号は、テンプレート画像の模様を反映したパターンを示す。本実施形態において、テンプレート画像は第 1軸方向に平行な 2本の線と第 2軸方向に平行な 3本の線とを含む模様を有する。そのため、第 1テンプレート信号は第 2軸に平行な 3本の線を反映したェッジを有する。

図 4 ( c ) は、第 2軸方向における座標と第 2テンプレート信号の信号値との関係を示す。第 2テンプレート信号は、テンプレート画像の模様を反映したパターンを示す。本実施形態において、第 2テンプレート信号は第 1軸に平行な 2本の線を反映したエッジを有する。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6及ぴ第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、エッジ部分の座標と、当該座標に対応する第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号の信号値に基づレ、て第 1軸第 1部分及び第 2軸第 1部分を検出してよい。

第 1入力信号、第 2入力信号、第 3入力信号、第 4入力信号、第 5入力信号及び第 6入力信号のエッジ領域も、同様の方法により検出されるのが好ましい。

図 5は、各信号において、ェッジ領域を抽出するステップを示すチヤ一トである。図 5 ( a ) 〜図 5 ( c ) は、立ち下がり部分のエッジ領域を検出するステップを示す。図 5 ( a ) は、第 1テンプレート信号の座標に対する信号値を示す。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号を微分して 1次 ί敷分値を算出する。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプ！/ート信号の 1次微分値をさらに微分して 2次微分値を算出する。図 5 ( b ) は、第 1テンプレート信号の座標に対する 1次微分値及び 2次微分値を示す。第 1軸第 1部分検出手段 2 6 は、 1 7火微分値が極小値となる 1次極値座標を検出する。図 5 ( c ) に示すように、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、 1次極値座標を挟む微分した 2次微分値が極小となる座標から 2次微分値が極大となる座標までを第 1テンプレート信号の立ち下がりのエッジ領域として抽出する。

図 5 ( d ) 〜図 5 ( f ) は、立ち上がり部分のエッジ領域を検出するステップを示す。図 5 ( d ) は、第 1テンプレート信号の座標に対する信号値を示す。

第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号を微分して 1次微分値を算出する。次に、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号の 1次微分値をさらに微分して 2次微分値を算出する。図 5 ( e ) は、第 1テンプレート信号の座標に対する 1次微分値及び 2次微分値を示す。第 1軸第 1部分検出手段 2 6 は、 1次微分値が極大値となる 1次極値座標を検出する。図 5 ( f ) に示すように、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、 1次極値座標を挟む微分した 2次微分値が極大となる座標から 2次微分値が極小となる座標までを第 1テンプレート信号の立ち上がりのエッジ領域としてそれぞれ抽出する。

他の例において、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエッジ領域を抽出してもよい。さらに、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1入力信号における複数のエッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、第 1入力信号における算出したエッジ領域間の距離が許容範囲に含まれるエツジ領域の組み合わせを求めてもよい。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエッジ領域を抽出してよい。さらに、第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1テンプレート信号における複数のエッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、第 1テンプレート信号における算出したェッジ領域間の距離が許容範囲となるエツジ領域の組み合わせを求めてもよい。第 1軸第 1部分検出手段 2 6は、第 1入力信号におけるエッジ領域の組み合わせの中心を、第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の組み合わせの中心と合わせることにより、第 1軸第 1部分を検出してもよい。また、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出してよい。さらに、第 2軸第 1部分検出手段 2 8は、第 2入力信号における複数のェッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、第 2入力信号における算出したェッジ領域間の距離が許容範囲に含まれるエッジ領域の組み合わせを求めてもよい。第 2軸第 1 部分検出手段 2 8は、第 2テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化する複数のエッジ領域を抽出するステップと、第 2テンプレート信号における複数のエッジ領域間の距離をそれぞれ算出し、第 2テンプレート信号における算出したェッジ領域間の距離が許容範囲となるエツジ領域の組み合わせを求めてもよい。第 2入力信号におけるエッジ領域の組み合わせの中心を、第 2テンプレート信号におけるエッジ領域の組み合わせの中心と合わせることにより、第 2軸第 1部分を検出してもよい。第 1軸第 2部分検出手段 3 0及ぴ第 2軸第 2部分検出手段 3 2も、第 1軸第 1部分検出手段 2 6及び第 2軸第 1部分検出手段 2 8と同様の処理を行うことにより、それぞれ第 1軸第 2部分及び第 2軸第 2部分を検出してよい。

本実施形態に係るゥヱハ処理装置 1 0は、入力画像から第 1軸第 1部分及び第 2 軸第 1部分を一次元的に検出するので、近似部分領域が含まれる可能性の高い候補領域を迅速に特定することができる。

さらに、本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0は、候補領域から第 1軸第 2部分を検出することにより、近似部分領域を特定することができるので、迅速に画像マツチングを行うことができる。

また、本実施形態に係るウェハ処理装置 1 0は、候補領域及び近似部分領域をェッジ領域の信号値に基づいて検出することにより、ウェハの状態によって生じる入力画像の画像値の局所的な変動に影響されることなく入力画像中のマークを精度良く検出することができる。

さらに、本実施形態に係るゥヱハ処理装置 1 0は、まず、入力画像から近似部分領域が含まれる可能性の高い候補領域を検出した後に当該候補領域から近似部分領域を特定するので、入力画像中のマークを効率よく、且つ精度よく検出することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。産業上の利用可能性

上記説明から明らかなように、本発明によれば画像マツチングを迅速に行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 予め与えられたテンプレート画像に近似した近似部分領域を入力画像から検出する画像マッチング方法であって、

前記入力画像の画素値を、第 1軸及ぴ前記第 1軸に実質的に垂直な第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及ぴ第 2入力信号を形成する入力信号形成ステップと、前記テンプレート画像の画素値を前記第 1軸に投影した第 1テンプレート信号と、前記第 1入力信号とに基づいて、前記第 1軸方向において前記近似部分領域と対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1軸第 1部分検出ステップと、

前記テンプレート画像の画素値を前記第 2軸に投影した第 2テンプレート信号と前記第 2入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向におヽて前記近似部分領域と対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1部分検出ステップと、

前記第 1軸第 1部分及び前記第 2軸第 1部分により特定される前記入力画像における候補領域画像の画素値を前記第 1軸に投影した第 3入力信号を形成する候補領域信号形成ステップと、

前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号とに基づいて、前記第 1軸方向において前記近似部分領域と対応する部分を含む第 1軸第 2部分を検出する第 1軸第 2部分検出ステップと

を備えることを特徴とする画像マッチング方法。

2 . 前記候補領域信号形成ステップは、前記候補領域画像の画素値を前記第 2軸に投影した第 4入力信号を形成するステップを有し、

画像マッチング方法は、前記第 2テンプレート信号と前記第 4入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向における前記近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2 部分を検出する第 2軸第 2部分検出ステップをさらに備えることを特徴とする請求項 1に記載の画像マツチング方法。

3 . 前記テンプレート画像の画素値を前記テンプレート画像の前記第 1軸及ぴ前記第 2軸にそれぞれ投影することにより前記第 1テンプレート信号及び前記第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成ステップをさらに備えることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像マッチング方法。

4 . 前記第 1軸第 1部分検出ステップは、前記第 1テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するェッジ領域を抽出する第 1テンプレートェッジ領域抽出ステップと、前記第 1入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出する第 1入力信号エッジ領域抽出ステップとを有し、前記第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と前記第 1入力信号におけるエツジ領域の信号値とに基づいて、前記第 1軸第 1部分を検出し、

前記第 2軸第 1部分検出ステップは、前記第 2テンプレート信号における画素値のレベルが大きく変化するェッジ領域を抽出する第 2テンプレートェッジ領域抽出ステップと、前記第 2入力信号における画素値のレベルが大きく変化するェッジ領域を抽出する第 2入力信号ェッジ領域抽出ステツプとを有し、前記第 2テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と前記第 2入力信号におけるエツジ領域の信号値とに基づいて、前記第 2軸第 1部分を検出することを特徴とする請求項 1又は 2 に記載の画像マツチング方法。

5 . 前記第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、前記第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 1入力信号ェッジ領域抽出ステップは、前記第 1入力信号の信号値を微分し、当嫁微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記ェッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 2テンプレートエッジ領域抽出ステップは、前記第 2テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 2入力信号ェッジ領域抽出ステップは、前記第 2入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記エッジ領域として抽出するステップを有することを特徴とする請求項 4に記載の画像マツチング方法。

6 . 前記第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、前記第 1テンプレート信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が極小となる座標から前記 2次微分値が極大となる座標までを、前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 1入力信号ェッジ領域抽出ステップは、前記第 1入力信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が最小となる座標から前記 2 7微分値が最大となる座標までを、前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 2テンプレートエツジ領域抽出ステップは、前記第 2テンプレート信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステツプと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が最小となる座標から前記 2次微分値が最大となる座標までを、前記ェッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 2入力信号ェッジ領域抽出ステップは、前記第 2入力信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が最小となる座標から前記 2次微分値が最大となる座標までを、前記エッジ領域として抽出するステツプを有することを特徴とする請求項 4に記載の画像マッチング方法。 ·

7 . 前記第 1軸第 2部分検出ステップは、前記第 3入力信号における画素値のレベルが大きく変化するエツジ領域を抽出する第 3入力信号ェッジ領域抽出ステップを有し、前記第 1テンプレート信号におけるエツジ領域の信号値と前記第 3入力信号におけるェッジ領域の信号値とに基づレヽて、前記第 1軸第 2部分を検出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像マツチング方法。

8 . 前記第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、前記第 1テンプレート信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 3入力信号ェッジ領域抽出ステツプは、前記第 3入力信号の信号値を微分し、当該微分した 1次微分値の絶対値が所定の値より大きい座標を前記エッジ領域として抽出するステップを有することを特徴とする請求項 7に記載の画像マッチング方法。

9 . 前記第 1テンプレートエッジ領域抽出ステップは、前記第 1テンプレート信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が極小となる座標から前記 2次微分値が極大となる座標までを、前記エッジ領域として抽出するステップを有し、

前記第 3入力信号ェッジ領域抽出ステップは、前記第 3入力信号の信号値を微分し、前記微分した 1次微分値が極値となる 1次極値座標を検出するステップと、前記 1次微分値をさらに微分し、前記 1次極値座標を含む前記微分した 2次微分値が極小となる座標から前記 2次微分値が極大となる座標までを、前記ェッジ領域として抽出するステップを有することを特徴とする請求項 7に記載の画像マッチング方法。

1 0 . 前記第 1軸第 1部分検出ステップは、前記第 1軸方向における前記テンプレート画像の幅の範囲毎に前記第 1入力信号を走査して前記第 1テンプレート信号と前記第 1入力信号とを比較し、前記第 1テンプレート信号と前記第 1入力信号との相関を示す第 1相関値を算出するステップを有し、前記第 1相関値に基づいて、前記第 1軸第 1部分を検出し、

前記第 2軸第 1部分検出ステップは、前記第 2軸方向における前記テンプレート画像の幅の範囲毎に前記第 2入力信号を走査して前記第 2テンプレート信号と前記第 2入力信号とを比較し、前記第 2テンプレート信号と前記第 2入力信号との相関を示す第 2相関値を算出するステップを有し、前記第 2相関値に基づいて、前記第 2軸第 1部分を検出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像マツチング方法。

1 1 . 前記第 1軸第 1部分検出ステップは、前記第 1相関値が極大値を示す前記第 1軸上の座標を含む部分を、前記第 1軸第 1部分として検出し、

前記第 2軸第 1部分検出ステップは、前記第 2相関値が極大値を示す前記第 2軸上の座標を含む部分を、前記第 2軸第 1部分として検出することを特徴とする請求項 1 0に記載の画像マツチング方法。

1 2 . '前記第 1軸第 1部分検出ステップは、前記第 1相関値が極大値を示す前記座標中で、前記極大値が所定のしきい値より大きい座標を含む部分を、前記第 1軸第 1部分として検出し、

前記第 2軸第 1部分検出ステップは、前記第 2相関値が極大値を示す前記座標中で、前記極大値が所定のしきい値より大きい座標を含む部分を、前記第 2軸第 1部 .分として検出することを特徴とする請求項 1 0に記載の画像マッチング方法。

1 3 . 前記第 1軸第 2部分検出ステップは、前記第 1軸方向における前記テンプレート画像の幅の範囲毎に前記第 3入力信号を走査して前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号とを比較し、前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号との相関を示す第 3相関値を算出するステップを有し、前記第 3相関値に基づいて、前記第 1軸第 2部分を検出することを特徴とする請求項 1に記載の画像マッチング方法。

1 4 . 前記第 1軸第 2部分検出ステップは、前記第 1軸方向における前記テンプレート画像の幅の範囲毎に前記第 3入力信号を走査して前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号とを比較し、前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号との相関を示す第 3相関値を算出するステップを有し、前記第 3相関値に基づいて、前記第 1軸第 2部分を検出し、

前記第 2軸第 2部分検出ステップは、前記第 2軸方向における前記テンプレート画像の幅の範囲毎に前記第 4入力信号を走査して前記第 2テンプレート信号と前記第 4入力信号とを比較し、前記第 2テンプレート信号と前記第 4入力信号との相関を示す第 4相関値を算出するステップを有し、前記第 4相関値に基づいて、前記第 2軸第 2部分を検出することを特徴とする請求項 2に記載の画像マツチング方法。

1 5 . 予め与えられたテンプレート画像に近似した近似部分領域を入力画像から検出する画像マッチング装置であって、

前記入力画像の画素値を前記第 1軸及び前記第 1軸に実質的に垂直な前記第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する入力信号形成手段と、前記テンプレート画像の画素値を前記第 1軸に投影した第 1テンプレート信号と前記第 1入力信号とに基づいて、前記第 1軸方向における前記近似部分領域に対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1軸第 1部分検出手段と、

前記テンプレート画像の画素値を前記第 2軸に投影した第 2テンプレート信号と前記第 2入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向における前記近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1部分検出手段と、

前記第 1軸第 1部分及び前記第 2軸第 1部分により特定される前記入力画像における候補領域画像の画素値を前記第 1軸に投影した第 3入力信号を形成する候補領域信号形成手段と、

前記第 1テンプレート信号と前記第 3入力信号とに基づいて、前記第 1軸方向における前記近似部分領域を含む第 1軸第 2部分を検出する第 1軸第 2部分検出手段と

を備えることを特徴とする画像マツチング装置。

1 6 . 前記候補領域信号形成手段は、前記候補領域画像の画素値を前記第 2軸に投影した第 4入力信号を形成し、

画像マッチング装置は、前記第 2テンプレート信号と前記第 4入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向における前記近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2 部分を検出する第 2軸第 2部分検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項 1 5に記載の画像マツチング装置。

1 7 . 前記テンプレート画像の画素値を当該テンプレート画像の前記第 1軸及ぴ前記第 2軸にそれぞれ投影した第 1テンプレート信号及び第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成手段をさらに備えることを特徴とする請求項 1 5又は 1 6に記載の画像マッチング装置。

1 8 . ウェハに回路パターンを露光するウェハ処理装置であって、

前記ウェハに設けられたマークを含む画像を入力画像として取得する入力画像取得手段と、

テンプレート画像を記憶する記憶手段と、

前記記憶手段に記憶された前記テンプレート画像の画素値を当該画像の第 1軸及ぴ前記第 1軸に実質的に垂直な第 2軸にそれぞれ投影した第 1テンプレート信号及ぴ第 2テンプレート信号を形成するテンプレート信号形成手段と、

前記入力画像の画素値を前記第 1軸及び前記第 2軸にそれぞれ投影した第 1入力信号及び第 2入力信号を形成する入力信号形成手段と、

前記第 1テンプレート信号及び前記第 1入力信号に基づいて、前記第 1軸方向における前記テンプレート画像に対応する部分を含む第 1軸第 1部分を検出する第 1 軸第 1部分検出手段と、

前記第 2テンプレート信号及び前記第 2入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向における前記テンプレート画像に対応する部分を含む第 2軸第 1部分を検出する第 2軸第 1部分検出手段と、

前記第 1テンプレート信号及び前記第 3入力信号に基づいて、前記第 1軸方向における前記テンプレート画像に対応する部分を含む第 1軸第 2部分を検出する第 1 軸第 2部分検出手段と、 '

前記第 1軸第 1部分により特定される前記入力画像における決定領域画像を前記テンプレート画像とマッチングし、前記ウェハにおける前記マ一クの位置に基づレヽて前記ウェハの位置を検出するマッチング手段と、

前記検出された前記ウェハの位置に基づいて、前記ウェハを移動させる移動手段と

を備えることを特徴とするウェハ処理装置。

1 9 . 前記候補領域信号形成手段は、前記候補領域画像の画素値を前記第 2軸に投影した第 4入力信号を形成し、

ウェハ処理装置は、前記第 2テンプレート信号と前記第 4入力信号とに基づいて、前記第 2軸方向における前記近似部分領域に対応する部分を含む第 2軸第 2 部分を検出する第 2軸第 2部分検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項 1 8に記載のゥヱハ処理装置。