JP2002288661A - 画像検出方法、画像検出装置及びウェハ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テンプレート画像と実質的に同一なマーク
を、入力画像から正確に検出する。 【解決手段】 画像検出装置２０は、予め与えられた第
１マークを含む第１領域に近似した第１領域近似部分を
入力画像から検出する。画像検出装置２０は、第１マー
クに近似した画像を含む第１領域候補部分を入力画像か
ら検出する第１領域候補部分検出手段２４と、第１領域
に対する相対的な位置が既知である第２領域の画像に関
する情報が予め与えられており、相対的な位置に基づい
て、入力画像から第２領域候補部分を定め、第２領域候
補部分が第２領域の画像に関する情報と一致するか否か
を検出する第２領域候補部分検出手段３２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像検出方法、画
像検出装置及びウェハ処理装置に関する。特に本発明
は、テンプレート画像と実質的に同一なマークを入力画
像から正確に検出することができる画像検出方法、画像
検出装置及びウェハ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板等のウェ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形成
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ウェハに所定のパ
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、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
算式を用いて正規化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ー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有し、迅速なウェハ露光処理を行う
のが困難であった。

【０００４】また、ウェハ表面には各種のレジストや膜
が付着しているため、入力画像はウェハ表面の反射光の
影響を受けて変形することがあり、その場合、ウェハの
マークの位置を正確に検出することができなかった。

【０００５】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる画像検出方法、画像検出装置及びウェハ処理
装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第１の形
態によると、予め与えられた第１マークを含む第１領域
に近似した第１領域近似部分を入力画像から検出する画
像検出方法であって、第１マークに近似した画像を含む
第１領域候補部分を入力画像から検出する第１領域候補
部分検出ステップと、第１領域に対する相対的な位置が
既知である第２領域の画像に関する情報が予め与えられ
ており、相対的な位置に基づいて、入力画像から第２領
域候補部分を定め、第２領域候補部分が第２領域の画像
に関する情報と一致するか否かを検出する第２領域候補
部分検出ステップとを備えることを特徴とする画像検出
方法を提供する。

【０００７】第２領域候補部分検出ステップは、第２領
域に含まれる第２マークの画像を用いて第２領域候補部
分が第２領域の画像に関する情報と一致するか否かを検
出してもよい。

【０００８】第２領域候補部分検出ステップは、第２領
域に含まれ、第１マークと異なる形状を有する第２マー
クの画像を用いて第２領域候補部分が第２領域の画像に
関する情報と一致するか否かを検出してもよい。

【０００９】画像検出方法は、第１マークを含むテンプ
レート画像から、第１領域と第２領域とをそれぞれ選択
して、テンプレート画像を用いて第２領域の第１領域に
対する相対的な位置を検出する相対位置検出ステップを
さらに備えてもよい。

【００１０】画像検出方法は、第１マークと第２マーク
とを含むテンプレート画像から、第１領域と第２領域を
それぞれ選択して、テンプレート画像を用いて第２領域
の第１領域に対する相対的な位置を検出する相対位置検
出ステップをさらに備えてもよい。

【００１１】第１領域候補部分検出ステップは、入力画
像の画素値を第１軸上に投影した第１投影信号を形成す
る第１投影信号形成ステップと、入力画像の画素値を第
１軸に実質的に垂直な第２軸上に投影した第２投影信号
を形成する第２投影信号形成ステップと、第１領域の画
素値を第１軸上に投影した第１領域第１軸信号と第１投
影信号とに基づいて、第１軸方向における第１領域候補
部分の位置を検出する第１領域第１軸候補位置検出ステ
ップと第１領域の画素値を第２軸上に投影した第１領域
第２軸信号と第２投影信号とに基づいて、第２軸方向に
おける第１領域候補部分の位置を検出する第１領域第２
軸候補位置検出ステップとを有するのが好ましい。

【００１２】第２領域候補部分検出ステップは、第２領
域候補部分の画素値を第１軸上に投影した第３投影信号
を形成する第３投影信号形成ステップと、第２領域の画
素値を第１軸上に投影した第２領域第１軸信号と第３投
影信号とを比較する第３投影信号比較ステップとを有す
るのが好ましい。

【００１３】第２領域候補部分検出ステップは、第２領
域候補部分の画素値を第２軸上に投影した第４投影信号
を形成する第４投影信号形成ステップと、第２領域の画
素値を第２軸上に投影した第２領域第２軸信号と第４投
影信号とを比較する第４投影信号比較ステップとをさら
に有してもよい。

【００１４】第１領域第１軸候補位置検出ステップは、
第１軸方向における異なる位置で第１投影信号から第１
領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ第１領域第
１軸信号と比較して第１相関値を算出するステップを有
し、第１相関値に基づいて、第１軸方向における第１領
域候補部分の位置を検出してもよく、第１領域第２軸候
補位置検出ステップは、第２軸方向における異なる位置
で第２投影信号から第１領域の幅の部分信号を取り出し
て、それぞれ第１領域第２軸信号と比較して第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軸方向における第１領域候補部分の位置を検出しても
よい。

【００１５】第３投影信号比較ステップは、第１軸方向
における異なる位置で第３投影信号から第２領域の幅の
部分信号を取り出して、それぞれ第２領域第１軸信号と
比較して第３相関値を算出するステップを有してもよ
く、画像検出方法は、第３相関値及び相対的な位置に基
づいて、第１領域に近似する第１領域近似部分を入力画
像から検出する第１領域近似部分検出ステップをさらに
備えてもよい。

【００１６】第１領域第１軸候補位置検出ステップは、
第１軸方向における異なる位置で第１投影信号から第１
領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ第１領域第
１軸信号と比較して第１相関値を算出するステップを有
し、第１相関値に基づいて、第１軸方向における第１領
域候補部分の位置を検出してもよく、第１領域第２軸候
補位置検出ステップは、第２軸方向における異なる位置
で第２投影信号から第１領域の幅の部分信号を取り出し
て、それぞれ第１領域第２軸信号と比較して第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軸方向における第１領域候補部分の位置を検出しても
よく、第３投影信号比較ステップは、第１軸方向におけ
る異なる位置で第３投影信号から第２領域の幅の部分信
号を取り出して、それぞれ第２領域第１軸信号と比較し
て第３相関値を算出するステップを有してもよく、画像
検出方法は、第１相関値又は第２相関値の少なくとも一
方と、第３相関値と、及び相対位置とに基づいて、第１
領域に近似する第１領域近似部分を入力画像から検出す
る第１領域近似部分検出ステップをさらに備えてもよ
い。

【００１７】第３投影信号比較ステップは、第１軸方向
における異なる位置で第３投影信号から第２領域の幅の
部分信号を取り出して、それぞれ第２領域第１軸信号と
比較して第３相関値を算出するステップを有してもよ
く、第４投影信号比較ステップは、第２軸方向における
異なる位置で第４投影信号から第２領域の幅の部分信号
を取り出して、それぞれ第２領域第２軸信号と比較して
第４相関値を算出するステップを有してもよく、画像検
出方法は、第３相関値及び第４相関値に基づいて、第１
領域に近似する第１領域近似部分を入力画像から検出す
る第１領域近似部分検出ステップをさらに備えてもよ
い。

【００１８】第１領域第１軸候補位置検出ステップは、
第１領域第１軸信号のエッジを抽出する第１領域第１軸
信号エッジ抽出ステップと、第１投影信号のエッジを抽
出する第１投影信号エッジ抽出ステップとを有し、第１
領域第１軸信号のエッジの信号値と第１投影信号のエッ
ジの信号値とに基づいて、第１軸方向における第１領域
候補部分の位置を検出してもよく、第１領域第２軸候補
位置検出ステップは、第１領域第２軸信号のエッジを抽
出する第１領域第２軸信号エッジ抽出ステップと、第２
投影信号のエッジを抽出する第２投影信号エッジ抽出ス
テップとを有し、第１領域第２軸信号のエッジの信号値
と第２投影信号のエッジの信号値とに基づいて、第２軸
方向における第１領域候補部分の位置を検出してもよ
い。

【００１９】第１領域第１軸候補位置検出ステップは、
第１領域第１軸信号のエッジの数と第１投影信号のエッ
ジの数とに基づいて、第１軸方向における第１領域候補
部分の位置を検出してもよく、第１領域第２軸候補位置
検出ステップは、第１領域第２軸信号のエッジの数と第
２投影信号のエッジの数とに基づいて、第２軸方向にお
ける第１領域候補部分の位置を検出してもよい。

【００２０】第１領域第１軸候補位置検出ステップは、
第１領域第１軸信号のエッジの信号値と第１投影信号の
エッジの信号値との相関を示す第１エッジ相関値を算出
するステップを有し、第１エッジ相関値に基づいて第１
軸方向における第１領域候補部分の位置を検出してもよ
く、第１領域第２軸候補位置検出ステップは、第１領域
第２軸信号のエッジの信号値と第２投影信号のエッジの
信号値との相関を示す第２エッジ相関値を算出するステ
ップを有し、第２エッジ相関値に基づいて、第２軸方向
における第１領域候補部分の位置を検出してもよい。

【００２１】第３投影信号比較ステップは、第２領域信
号のエッジを抽出する第２領域第１軸信号エッジ抽出ス
テップと、第３投影信号のエッジ領域を抽出する第３投
影信号エッジ抽出ステップと、第２領域第１軸信号のエ
ッジの信号値と第３投影信号のエッジの信号値とを比較
するステップとを有してもよく、画像検出方法は、第２
領域第１軸信号のエッジの信号値と第３投影信号のエッ
ジの信号値とに基づいて、第１領域近似部分を入力画像
から検出する第１領域近似部分検出ステップをさらに備
えてもよい。第３投影信号比較ステップは、第２領域第
１軸信号のエッジの数と第３投影信号のエッジの数とを
比較してもよい。

【００２２】第３投影信号比較ステップは、第２領域第
１軸信号のエッジの信号値と第３投影信号のエッジの信
号値との相関を示す第３エッジ相関値を算出するステッ
プを有してもよく、第１領域近似部分検出ステップは、
第３エッジ相関値に基づいて第１領域近似部分を入力画
像から検出してもよい。

【００２３】本発明の第２の形態によると、予め与えら
れた第１マークを含む第１領域に近似した第１領域近似
部分を入力画像から検出する画像検出装置であって、第
１マークに近似した画像を含む第１領域候補部分を入力
画像から検出する第１領域候補部分検出手段と、第１領
域に対する相対的な位置が既知である第２領域の画像に
関する情報が予め与えられており、相対的な位置に基づ
いて、入力画像から第２領域候補部分を定め、第２領域
候補部分が第２領域の画像に関する情報と一致するか否
かを検出する第２領域候補部分検出手段とを備えること
を特徴とする画像検出装置を提供する。

【００２４】本発明の第３の形態によると、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、第１マ
ークを含む第１領域の画像及び第１領域に対する相対的
な位置が既知である第２領域の画像に関する情報を記憶
する記憶手段と、ウェハの画像を入力画像として取得す
る入力画像取得手段と、第１マークに近似した画像を含
む第１領域候補部分を入力画像から検出する第１領域候
補部分検出手段と、相対的な位置に基づいて、入力画像
から第２領域候補部分を定め、第２領域候補部分が第２
領域の画像に関する情報と一致するか否かを検出する第
２領域候補部分検出手段と第２領域候補部分検出手段に
よる検出結果に基づいて、入力画像から第１領域に近似
した第１領域近似部分を検出する近似部分検出手段と、
近似部分の位置に基づいてウェハの位置を検出する位置
検出手段と、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。

【００２５】なお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。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
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。

【００２７】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。ウェハ処理装置１０
は、テンプレート画像記憶手段１２と、入力画像取得手
段１４と、画像検出装置２０と、ウェハ移動手段５０と
を有する。ウェハ処理装置１０は、例えばウェハに回路
パターンを露光する露光装置やウェハ上のパターンを検
査する検査装置であってよい。例えば電子ビーム露光装
置である場合、ウェハ処理装置１０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
らに有するのが好ましい。

【００２８】テンプレート画像記憶手段１２は、第１マ
ークを含むテンプレート画像に関する情報を記憶する。
テンプレート画像記憶手段１２は、さらに、第１マーク
に対する相対的な位置が既知である第２マークを含むテ
ンプレート画像に関する情報を記憶してもよい。テンプ
レート画像記憶手段１２が記憶するテンプレート画像
は、撮像装置により撮影された画像であってもよく、ま
た、画像データであってもよい。入力画像取得手段１４
は、ウェハの画像を入力画像として取得する。

【００２９】画像検出装置２０は、入力画像における第
１マークに近似した画像を含む第１領域近似部分の位置
に基づいてウェハの位置を検出する。画像検出装置２０
は、ウェハだけでなく、液晶表示装置（ＬＣＤパネル）
におけるガラス基板の位置を検出してもよい。画像検出
装置２０は、相対位置検出手段２２と、第１領域候補部
分検出手段２４と、第２領域候補部分検出手段３２と、
第１領域近似部分検出手段４０と、位置検出手段４２と
を有する。

【００３０】相対位置検出手段２２は、テンプレート画
像から第１マークを含む第１領域と、第２領域とをそれ
ぞれ選択して、テンプレート画像に関する情報を用いて
第２領域の第１領域に対する相対的な位置を検出する。
相対位置検出手段２２は、第２領域が第１マークとは異
なる形状を有する第２マークを含むように第１領域及び
第２領域を選択するのが好ましい。また、相対位置検出
手段２２は、マークを含まない領域を第２領域として選
択してもよい。

【００３１】他の例において、ウェハ処理装置１０は相
対位置検出手段２２を含まず、テンプレート画像記憶手
段１２が、予め第１領域及び第２領域に関する情報を記
憶していてもよい。この場合、第１領域は第１マークを
含む。また、テンプレート画像記憶手段１２は、第２領
域の第１領域に対する相対的な位置を記憶する。第２領
域は第１マークと異なる形状を有する第２マークを含む
のが好ましい。第２領域は、マークを有しなくてもよ
い。

【００３２】第１領域候補部分検出手段２４は、入力画
像から第１マークに近似した画像を含む第１領域候補部
分を検出する。第１領域候補部分検出手段２４は、第１
領域信号形成手段２６と、投影信号形成手段２８と、候
補位置検出手段３０とを有する。第１領域信号形成手段
２６は、テンプレート画像記憶手段１２に記憶されたテ
ンプレート画像と、相対位置検出手段２２により選択さ
れた第１領域の位置とに基づいて、第１領域の画素値を
第１領域の第１軸上及び第２軸上にそれぞれ投影した第
１領域第１軸信号及び第１領域第２軸信号を形成する。
第２軸は、第１軸に実質的に垂直であるのが好ましい。
投影信号形成手段２８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した第１投影信号及び第２
投影信号を形成する。

【００３３】候補位置検出手段３０は、第１領域第１軸
信号と第１投影信号とに基づいて、第１軸方向における
第１領域候補部分の位置を検出する。また、候補位置検
出手段３０は、第１領域第２軸信号と第２投影信号とに
基づいて、第２軸方向における第１領域候補部分の位置
を検出する。候補位置検出手段３０は、以上のようにし
て、第１マーク候補部分を検出する。

【００３４】第２領域候補部分検出手段３２は、第２領
域の第１領域に対する相対的な位置に基づいて、入力画
像から第２領域候補部分を定め、第２領域候補部分が第
２領域の画像に関する情報と一致するか否かを検出す
る。具体的には、第２領域候補部分検出手段３２は、第
２領域に含まれる第２マークの画像を用いて第２領域候
補部分が第２領域の画像に関する情報と一致するか否か
を検出する。

【００３５】第２領域候補部分検出手段３２は、第２領
域信号形成手段３４と、投影信号形成手段３６と、投影
信号比較手段３８とを有する。第２領域信号形成手段３
４は、第２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２領域第１軸信号及び第２領域第２軸信
号を形成する。

【００３６】投影信号形成手段３６は、候補位置検出手
段３０が検出した第１領域候補部分の位置と、相対位置
検出手段２２が検出した第２領域の第１領域に対する相
対的な位置とに基づいて、入力画像から第２領域候補部
分を定める。投影信号形成手段３６は、第２領域候補部
分の画素値を第１軸上及び第２軸上にそれぞれ投影した
第３投影信号及び第４投影信号を形成する。

【００３７】投影信号比較手段３８は、第２領域第１軸
信号と第３投影信号とを比較する。投影信号比較手段３
８は、さらに、第２領域第２軸信号と第４投影信号とを
比較するのが好ましい。

【００３８】第１領域近似部分検出手段４０は、投影信
号比較手段３８による検出結果と、第２領域の第１領域
に対する相対的な位置とに基づいて、入力画像から第１
領域に近似した第１領域近似部分を検出する。また、第
１領域近似部分検出手段４０は、候補位置検出手段３０
による検出結果及び投影信号比較手段３８による検出結
果の両方と第２領域の第１領域に対する相対的な位置と
に基づいて、入力画像から第１領域に近似した第１領域
近似部分を検出してもよい。

【００３９】位置検出手段４２は、第１領域近似部分の
位置に基づいてウェハの位置を検出する。ウェハ移動手
段５０は、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。

【００４０】本実施形態に係るウェハ処理装置１０は、
入力画像から第１領域候補部分を検出した後に第２領域
候補部分を定め、第２領域候補部分がテンプレート画像
の第２領域の画像に関する情報と一致するか否かを検出
し、その検出結果に基づいて第１領域近似部分を検出し
ているので、第１領域近似部分をより正確に検出するこ
とができる。また、第２領域はテンプレート画像を分割
した領域であるので、入力画像のテンプレート画像に対
応する領域がテンプレート画像に関する情報と一致する
か否かに基づいて第１領域近似部分を検出する場合より
も、第１領域候補部分を迅速に検出することができる。

【００４１】図２は、本発明に係るウェハ処理装置１０
が入力画像から第１領域近似部分を検出する各ステップ
を示すフローチャートである。

【００４２】本実施形態において、まず、相対位置検出
手段２２が、テンプレート画像から第１領域及び第２領
域を選択し、第２領域の第１領域に対する相対的な位置
を検出する（Ｓ１０）。次に、第１領域信号形成手段２
６が第１領域第１軸信号及び第１領域第２軸信号を形成
する（Ｓ１２）。ステップ１２と同時に又はステップ１
２に前後して、投影信号形成手段２８が、第１投影信号
及び第２投影信号を形成する（Ｓ１４）。続いて、候補
位置検出手段３０が、入力画像から第１領域候補部分の
位置を検出する（Ｓ１６）。また、第２領域信号形成手
段３４が、第２領域第１軸信号及び第２領域第２軸信号
を形成する（Ｓ１８）。ステップ１６で検出された第１
領域候補部分の位置とステップ１０で検出された第２領
域の第１領域に対する相対的な位置とに基づいて、投影
信号形成手段３６が、入力画像から第２領域候補部分を
定める。続いて、投影信号形成手段３６は、第２領域候
補部分の画素値を投影した第３投影信号及び第４投影信
号を形成する（Ｓ２０）。投影信号比較手段３８は、第
２領域候補部分が第２領域と一致するか否かを検出する
（Ｓ２２）。第１領域近似部分検出手段４０は、投影信
号比較手段３８の検出結果に基づいて、入力画像から第
１領域近似部分を検出する（Ｓ２４）。

【００４３】以下に、各ステップの詳細を図を用いて説
明する。図３は、本発明の一実施形態に係るウェハ処理
装置１０により、ウェハの入力画像から第１領域近似部
分を検出する手順を説明する模式図である。

【００４４】図３（ａ）は、予め与えられたテンプレー
ト画像１００を示す。本実施形態におけるテンプレート
画像１００は、第１マーク１０２及び第２マーク１０４
を含む。また、第１マーク１０２は所定の方向にライン
アンドスペースのパターンを有しており、第２マーク１
０４は第１マーク１０２と異なる方向にラインアンドス
ペースのパターンを有する。第１マーク１０２及び第２
マーク１０４のパターンは、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い。この場合、例えば
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）等の撮像装置で撮影されたマークのラインは、スペ
ース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１００は、第１マーク１０２及び
第２マーク１０４に基づいて形成された画像データであ
ってよい。

【００４５】本実施形態において、第１マーク１０２及
び第２マーク１０４が、それぞれ異なる方向にラインア
ンドスペースのパターンを有しているため、第１マーク
１０２の特徴及び第２マーク１０４の特徴がそれぞれ異
なる軸上に投影される。そのため、本実施形態に係るウ
ェハ処理装置１０は、いずれかの軸上に投影される信号
にウェハ表面の反射光の影響が生じても、他の軸上に投
影される信号を用いて正確に第１領域近似部分を検出す
ることができる。

【００４６】図３（ｂ）に示すように、相対位置検出手
段２２は、テンプレート画像１００から第１マーク１０
２を含む第１領域１０６と、第２マーク１０４を含む第
２領域１０８とを選択する。他の例において、相対位置
検出手段２２は、マークを含まない領域１３０を第２領
域として選択してもよい。また、テンプレート画像記憶
手段１２が、予め第１領域及び第２領域に関する情報を
記憶してもよい。図３（ｃ）は、第１領域１０６を示
す。第１領域信号形成手段２６は、第１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１領域第１
軸信号及び第１領域第２軸信号を形成する。

【００４７】図３（ｄ）は、入力画像取得手段１４によ
り取得された入力画像１１０を示す。投影信号形成手段
２８は、入力画像を第１軸上及び第２軸上にそれぞれ投
影した第１投影信号及び第２投影信号を形成する。入力
画像１１０に含まれるマークのパターンは、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ＣＣＤ等の撮像装置で撮影された入力画像１
１０のマークのラインは、スペース部分とコントラスト
が異なり、画素値も異なる。従って、第１投影信号及び
第２投影信号は、それぞれマークの模様を反映したパタ
ーンを有する。

【００４８】図３（ｅ）に示すように、まず、候補位置
検出手段３０は、第１領域第１軸信号を第１投影信号上
で走査させる。候補位置検出手段３０は、第１軸方向に
おける異なる位置で第１投影信号から第１領域の幅の部
分信号を取り出して、それぞれ第１領域第１軸信号と比
較してもよい。具体的には、候補位置検出手段３０は、
第１領域第１軸信号と第１投影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
方向における第１領域候補部分の位置を検出してよい。

【００４９】また、候補位置検出手段３０は、図２に示
すステップ１６において、第１領域第１軸信号のエッジ
を抽出する第１領域第１軸信号エッジ抽出ステップと、
第１投影信号のエッジを抽出する第１投影信号エッジ抽
出ステップとを行ってもよい。この場合、候補位置検出
手段３０は、第１領域第１軸信号のエッジの信号値と第
１投影信号のエッジの信号値とに基づいて、第１軸方向
における第１領域候補部分の位置を検出する。具体的に
は、候補位置検出手段３０は、第１領域第１軸信号のエ
ッジの信号値と第１投影信号のエッジの信号値との相関
を示す第１エッジ相関値を算出し、第１エッジ相関値に
基づいて第１軸方向における第１領域候補部分の位置を
検出してもよい。

【００５０】第１エッジ相関値は、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。数１は、第１領域第１軸信号の信号値を算出する式
である。

【数１】 ここで、Ｔ（ｍ，ｎ）は、第１領域の第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、
第１領域における第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ｍにおける第１領域第１
軸信号の信号値である。信号値Ｔｘ（ｍ）から第１領域
第１軸信号におけるエッジの座標を検出する。

【００５１】数２は、第１投影信号の信号値を算出する
式である。

【数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投影信号
の信号値である。信号値Ｘｘ（ｉ）から第１投影信号に
おけるエッジの座標を検出する。

【００５２】数３は、正規化相関値を算出する式であ
る。

【数３】 ここで、ｒｅｆｘは、第１領域第１軸信号におけるエッ
ジの座標を示す参照データ配列であり、Ｍ’は、第１領
域第１軸信号Ｔｘ（ｍ）から検出したエッジの画素の画
素数である。

【００５３】候補位置検出手段３０は、第１エッジ相関
値が極大値を示す第１軸上の座標を第１領域第１軸候補
部分として検出するのが好ましい。また、候補位置検出
手段３０は、第１エッジ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領域
第１軸候補部分として検出してよい。また、候補位置検
出手段３０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エッジ相関値を有する座
標を第１領域第１軸部分として検出してもよい。

【００５４】また、候補位置検出手段３０は、第１領域
第１軸信号のエッジの数と第１投影信号のエッジの数が
一致する第１軸上の座標を第１領域第１軸候補部分とし
て検出してもよい。候補位置検出手段３０は、第１エッ
ジ相関値が極大値を示し、かつ第１領域第１軸信号のエ
ッジの数と第１投影信号のエッジの数が一致する第１軸
上の座標を第１領域第１軸候補部分として検出してもよ
い。

【００５５】以上の動作により、候補位置検出手段３０
は、複数の座標を第１領域第１軸候補部分として検出し
てもよい。本実施形態において、第１投影信号のうちの
部分信号１１２と第１領域第１軸信号との第１相関値の
値が極大値を示すこととする。そのため、候補位置検出
手段３０は、部分信号１１２を第１領域第１軸候補部分
として検出する。

【００５６】本実施形態において、候補位置検出手段３
０は、各信号のエッジ部分を用いて第１領域第１軸候補
部分を検出しているので、迅速に第１領域候補部分を検
出することができる。

【００５７】また、本実施形態においては、第１領域第
１軸信号及び第１投影信号のエッジの座標の信号値のみ
を用いて正規化相関値を算出したが、全ての座標の信号
値を用いて上記の式に従って正規化相関値を算出しても
よい。

【００５８】続いて、候補位置検出手段３０は、第１領
域第２軸信号を第２投影信号上で走査させる。候補位置
検出手段３０は、第２軸方向における異なる位置で第２
投影信号から第１領域の幅の部分信号を取り出してそれ
ぞれ第１領域第２軸信号と比較してもよい。具体的に
は、候補位置検出手段３０は、第１領域第２軸信号と第
２投影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軸方向における第１領域
候補部分の位置を検出してよい。

【００５９】また、候補位置検出手段３０は、図２に示
すステップ１６において、第１領域第２軸信号のエッジ
を抽出する第１領域第２軸信号エッジ抽出ステップと、
第２投影信号のエッジを抽出する第２投影信号エッジ抽
出ステップとを行ってもよい。この場合、候補位置検出
手段３０は、第１領域第２軸信号のエッジの信号値と第
２投影信号のエッジの信号値とに基づいて、第２軸方向
における第１領域候補部分の位置を検出する。具体的に
は、候補位置検出手段３０は、第１領域第２軸信号のエ
ッジの信号値と第２投影信号のエッジの信号値との相関
を示す第２エッジ相関値を算出し、第２エッジ相関値に
基づいて、第２軸方向における第１領域候補部分の位置
を検出してもよい。第２エッジ相関値は、上述したよう
に、第１エッジ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。

【００６０】候補位置検出手段３０は、第２エッジ相関
値が極大値を示す第２軸上の座標を第１領域第２軸候補
部分として検出するのが好ましい。また、候補位置検出
手段３０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第１領域第２軸候
補部分として検出してよい。また、候補位置検出手段３
０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１領域第
２軸部分として検出してもよい。

【００６１】また、候補位置検出手段３０は、第１領域
第２軸信号のエッジの数と第２投影信号のエッジの数が
一致する第２軸上の座標を第１領域第２軸候補部分とし
て検出してもよい。候補位置検出手段３０は、第２エッ
ジ相関値が極大値を示し、かつ第１領域第２軸信号のエ
ッジの数と第２投影信号のエッジの数が一致する第２軸
上の座標を第１領域第２軸候補部分として検出してもよ
い。

【００６２】以上の動作により、候補位置検出手段３０
は、複数の座標を第１領域第２軸候補部分として検出し
てもよい。本実施形態において、第２投影信号のうちの
部分信号１１４と第１領域第２軸信号との第２相関値の
値が極大値を示すこととする。そのため、候補位置検出
手段３０は、部分信号１１４を第１領域第２軸候補部分
として検出する。

【００６３】本実施形態において、候補位置検出手段３
０は、各信号のエッジ部分を用いて第１領域第２軸候補
部分を検出しているので、迅速に第１領域候補部分を検
出することができる。

【００６４】候補位置検出手段３０は、上述のように検
出した部分信号１１２及び１１４により特定される領域
を第１領域候補部分１２２として検出する。投影信号形
成手段３６は、候補位置検出手段３０により検出された
第１領域候補部分１２２と、相対位置検出手段２２によ
り検出された第２領域の第１領域に対する相対的な位置
とに基づいて、第２領域候補部分１２４を定める。

【００６５】図３（ｆ）は、第２領域１０８を示す。第
２領域信号形成手段３４は、第２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２領域第１軸信号
及び第２領域第２軸信号を形成する。

【００６６】図３（ｇ）は、入力画像１１０から定めら
れた第２領域候補部分１２４を示す。投影信号形成手段
３６は、第２領域候補部分１２４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投影信号及び第４投
影信号を形成する。

【００６７】まず、投影信号比較手段３８は、第２領域
第１軸信号を第３投影信号上で走査させる。投影信号比
較手段３８は、第１軸方向における異なる位置で第３投
影信号から第２領域の幅の部分信号を取り出して、それ
ぞれ第２領域第１軸信号と比較してもよい。具体的に
は、投影信号比較手段３８は、第２領域第１軸信号と第
３投影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２領域候補部分が第２領域
の画像に関する情報と一致するか否かを検出してもよ
い。

【００６８】投影信号比較手段３８は、図２に示すステ
ップ２２において、第２領域第１軸信号のエッジを抽出
する第２領域第１軸信号エッジ抽出ステップと、第３投
影信号のエッジ領域を抽出する第３投影信号エッジ抽出
ステップとを行ってもよい。この場合、投影信号比較手
段３８は、第２領域第１軸信号のエッジの信号値と第３
投影信号のエッジの信号値とを比較する。具体的には、
投影信号比較手段３８は、第２領域第１軸信号のエッジ
の信号値と第３投影信号のエッジの信号値との相関を示
す第３エッジ相関値を算出してもよい。

【００６９】第３エッジ相関値は、上述したように、第
１エッジ相関値と同様の式に基づいて算出される正規化
相関数であってよい。投影信号比較手段３８は、第３エ
ッジ相関値が所定のしきい値より大きい座標を第２領域
第１軸部分として検出するのが好ましい。また、投影信
号比較手段３８は、第３エッジ相関値が極大値を示す第
１軸上の座標を第２領域第１軸候補部分として検出して
もよい。また、投影信号比較手段３８は、第３エッジ相
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領域第１軸候補部分として検出し
てよい。また、投影信号比較手段３８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
３相関値を有する座標を第２領域第１軸候補部分として
検出してもよい。

【００７０】また、投影信号比較手段３８は、第２領域
第１軸信号のエッジの数と第３投影信号のエッジの数が
一致する第１軸上の座標を第２領域第１軸候補部分とし
て検出してもよい。投影信号比較手段３８は、第３エッ
ジ相関値が極大値を示し、かつ第２領域第１軸信号のエ
ッジの数と第３投影信号のエッジの数が一致する第１軸
上の座標を第２領域第１軸候補部分として検出してもよ
い。

【００７１】以上の動作により、投影信号比較手段３８
は、複数の座標を第２領域第１軸候補部分として検出し
てよい。本実施形態において、投影信号比較手段３８
は、各信号のエッジ部分を用いて第２領域第１軸候補部
分を検出しているので、迅速に第２領域候補部分が第２
領域の画像に関する情報と一致するか否かを検出するこ
とができる。

【００７２】第１領域近似部分検出手段４０は、このよ
うにして検出された第２領域第１軸候補部分により特定
される第２領域候補部分の位置と、第２領域の第１領域
に対する相対的な位置とに基づいて、第１領域に近似す
る第１領域近似部分を入力画像から検出する。

【００７３】投影信号比較手段３８は、さらに、第２領
域第２軸信号を第４投影信号上で走査させて、第２領域
第２軸信号と第４投影信号とを比較してもよい。投影信
号比較手段３８は、第２軸方向における異なる位置で第
４投影信号から第２領域の幅の部分信号を取り出して、
それぞれ第２領域第２軸信号と比較してもよい。具体的
には、投影信号比較手段３８は、第２領域第２軸信号と
第４投影信号との相関を示す第４相関値を算出してもよ
く、投影信号比較手段３８は、第４相関値に基づいて第
２領域候補部分が第２領域の画像に関する情報と一致す
るか否かを検出してもよい。

【００７４】投影信号比較手段３８は、図２に示すステ
ップ２２において、第２領域第２軸信号のエッジを抽出
する第２領域第２軸信号エッジ抽出ステップと、第４投
影信号のエッジ領域を抽出する第４投影信号エッジ抽出
ステップとを行ってもよい。この場合、投影信号比較手
段３８は、第２領域第２軸信号のエッジの信号値と第４
投影信号のエッジの信号値とを比較する。具体的には、
投影信号比較手段３８は、第２領域第２軸信号のエッジ
の信号値と第４投影信号のエッジの信号値との相関を示
す第４エッジ相関値を算出してもよい。第４エッジ相関
値は、上述したように、第１エッジ相関値と同様の式に
基づいて算出される正規化相関数であってよい。

【００７５】投影信号比較手段３８は、第４エッジ相関
値が所定のしきい値より大きい座標を第２領域第２軸部
分として検出するのが好ましい。また、投影信号比較手
段３８は、第４エッジ相関値が極大値を示す第２軸上の
座標を第２領域第２軸候補部分として検出してもよい。
また、投影信号比較手段３８は、第４エッジ相関値が極
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領域第２軸候補部分として検出してよい。
また、投影信号比較手段３８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４相関値
を有する座標を第２領域第２軸候補部分として検出して
もよい。

【００７６】また、投影信号比較手段３８は、第２領域
第２軸信号のエッジの数と第４投影信号のエッジの数が
一致する第２軸上の座標を第２領域第２軸候補部分とし
て検出してもよい。投影信号比較手段３８は、第４エッ
ジ相関値が極大値を示し、かつ第２領域第２軸信号のエ
ッジの数と第２投影信号のエッジの数が一致する第２軸
上の座標を第２領域第２軸候補部分として検出してもよ
い。以上の動作により、候補位置検出手段３０は、複数
の座標を第２領域第２軸候補部分として検出してよい。

【００７７】投影信号比較手段３８は、第３エッジ相関
値及び第４エッジ相関値の両方に基づいて第２領域候補
部分が第２領域の画像に関する情報と一致するか否かを
検出してもよい。

【００７８】第１領域近似部分検出手段４０は、第１エ
ッジ相関値又は第２エッジ相関値の少なくとも一方と、
第３エッジ相関値と、及び第２領域の第１領域に対する
相対位置とに基づいて、第１領域に近似する第１領域近
似部分を入力画像から検出してもよい。例えば、第１領
域近似部分検出手段４０は、第３エッジ相関値と第２領
域の第１領域に対する相対的な位置に基づいて、第１領
域近似部分を入力画像から検出してもよい。また、第１
領域近似部分検出手段４０は、第３エッジ相関値及び第
４エッジ相関値と第２領域の第１領域に対する相対的な
位置とに基づいて、第１領域近似部分を入力画像から検
出してもよい。

【００７９】他の例において、相対位置検出手段２２
は、テンプレート画像１００全体を第１領域として選択
し、テンプレート画像１００に含まれる第２マークを含
む領域のみを第２領域として選択してもよい。

【００８０】他の例において、第１領域候補部分の検出
は、テンプレート画像１００と入力画像１１０との差分
値など、２つの画像間の差を評価する量を用いて行って
もよい。また、正規化相関値を算出するために、テンプ
レート画像１００の画素値と入力画像１１０の画素値と
を二次元的に比較してもよい。

【００８１】図４は、図３（ｃ）に示す第１領域１０６
を第２軸に投影させた第１領域第２軸信号を示す模式図
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。

【００８２】図４（ｂ）は、第２軸上に投影した第１領
域第２軸信号の信号値を横軸にとり、第２軸方向におけ
る座標を縦軸にとったときの第１領域第２軸信号を示
す。第１領域第２軸信号は、第１領域に含まれる第１マ
ーク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１マークは第１軸方向に平行な４本のラインを
含むパターンを有する。そのため、第１領域第２軸信号
は第１軸に平行な４本のラインを反映したエッジを有す
る。

【００８３】図５は、各信号において、エッジを抽出す
るステップを示すチャートである。第１領域信号形成手
段２６は、第１領域第１軸信号を微分して１次微分値を
算出する。第１領域信号形成手段２６は、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とし
て抽出するのが好ましい。また、第１領域信号形成手段
２６は、微分した１次微分値が極値となる１次極値座標
をさらに微分し、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
までをエッジとして抽出してもよい。

【００８４】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本実施形態に
おける、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領域第１軸信号の座標に
対する信号値を示す。図５（ｂ）は、第１領域第１軸信
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領域信号形成手段２６は、１次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領域信号形成手段２６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領域第１軸信号の立ち下がりのエッ
ジとして抽出する。

【００８５】図５（ｄ）〜図５（ｆ）は、本実施形態に
おける、立ち上がり部分のエッジを検出するステップを
示す。図５（ｄ）は、第１領域第１軸信号の座標に対す
る信号値を示す。図５（ｅ）は、第１領域第１軸信号の
座標に対する１次微分値及び２次微分値を示す。第１領
域信号形成手段２６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領
域信号形成手段２６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領域第１軸信号の立ち上がりのエッジと
してそれぞれ抽出する。

【００８６】第１投影信号、第２投影信号、第３投影信
号、第４投影信号、第２領域第１軸信号及び第２領域第
２軸信号のエッジも、同様の方法により検出されるのが
好ましい。

【００８７】図６は、本実施形態におけるウェハ処理装
置１０のテンプレート画像記憶手段１２が記憶するテン
プレート画像の一例を示す模式図である。テンプレート
画像２００は、図６（ａ）に示すように、３つのマーク
２０２、２０４及び２０６を含む。相対位置検出手段２
２は、図６（ｂ）に示すように、テンプレート画像２０
０を４つの領域２１０、２１２、２１４及び２１６に分
割する。相対位置検出手段２２は、マーク２１０を含む
領域２１０を第１領域として、マーク２０６を含む領域
２１４を第２領域とする。

【００８８】図６（ｃ）は、入力画像取得手段１４が取
得したウェハの入力画像２２０である。入力画像２２０
において、領域２２２は、テンプレート画像２００と実
質的に等しいマークを有する。例えば、領域２２２のマ
ーク２０４に対応するマークが全体的に暗いマーク２２
４のように取得された場合、領域２２２の画素値を第１
軸方向及び第２軸方向に投影した投影信号の信号値は、
テンプレート画像２００の画素値を第１軸方向及び第２
軸方向に投影したテンプレート信号の信号値と異なる。
そのため、領域２２２の位置を正確に検出することがで
きない。

【００８９】一方、本実施形態においては、図６（ｄ）
に示すように、領域２２２をテンプレート画像２００か
ら選択された第１領域及び第２領域に対応する領域２２
６及び２２８に分割して、それぞれテンプレート画像２
００の第１領域及び第２領域の画像と比較する。この場
合、領域２２６及び２２８の画素値をそれぞれ第１軸方
向及び第２軸方向に投影した投影信号の信号値は、変形
したマーク２２４の画素値を含まない。そのため、本実
施形態におけるウェハ処理装置１０は、領域２２２の位
置を正確に検出することができる。

【００９０】図７は、本実施形態に係るウェハ処理装置
１０において、相対位置検出手段２２により選択される
テンプレート画像の第１領域及び第２領域の組み合わせ
の例を示す模式図である。

【００９１】相対位置検出手段２２は、図７（ａ）に示
すように、テンプレート画像１００全体を第１領域とし
て、斜線で示した領域を第２領域として選択してよい。

【００９２】また、相対位置検出手段２２は、図７
（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、テンプレート信号
１００を４つに分割し、斜線で示す領域を第１領域とし
て、その他の領域を第２領域としてもよい。

【００９３】また、相対位置検出手段２２は、テンプレ
ート画像１００を４つに分割した領域のうち、図７
（ｂ）の斜線で示した２つの領域のみを第１領域及び第
２領域として選択してもよい。また、相対位置検出手段
２２は、テンプレート画像１００を４つに分割した領域
のうち、図７（ｃ）の斜線で示した３つの領域のみを第
１領域及び第２領域として選択してもよい。この場合、
相対位置検出手段２２は、３つめの領域を第３領域とし
て選択してもよい。相対位置検出手段２２は、第２領域
及び第３領域の第１領域に対する相対的な位置を検出す
る。第１領域候補部分検出手段２４は、第１領域に含ま
れる第１マークに近似した画像を含む第１領域候補部分
を入力画像から検出する。第２領域候補部分検出手段３
２は、第２領域及び第３領域の第１領域に対する相対的
な位置に基づいて、入力画像から第２領域候補部分及び
第３領域候補部分をそれぞれ定め、第２領域候補部分及
び第３領域候補部分がそれぞれ第２領域の画像に関する
情報及び第３領域の画像に関する情報と一致するか否か
を検出する。第１領域近似部分検出手段４０は、第２領
域候補部分及び第３領域候補部分に関する第２領域候補
部分検出手段３２の検出結果に基づいて、入力画像から
第１領域近似部分を検出する。

【００９４】同様に、相対位置検出手段２２は、図７
（ｄ）に示すように、テンプレート画像１００を４つに
分割して、すべての領域を用いて第１領域、第２領域、
第３領域及び第４領域を選択してもよい。このように、
複数の領域を用いて検出することにより、より正確に第
１領域近似部分を検出できる。

【００９５】相対位置検出手段２２は、図７（ｅ）に示
すように、テンプレート画像１００を９つに分割して、
斜線で示した領域を第１領域として、その他の領域を第
２領域として選択してもよい。

【００９６】以上に示したように、相対位置検出手段２
２は、テンプレート画像中のどのようなマークの組み合
わせを第１領域及び第２領域としてもよい。また、テン
プレート画像中の全てのマークを第１領域又は第２領域
として用いなくてもよい。

【００９７】図８は、入力画像取得手段１４により取得
された入力画像の一例を示す模式図である。入力画像３
００は、位置合わせマーク３０２と、回路パターン３０
４を含む。テンプレート画像記憶手段１２は、ウェハ上
の位置合わせマーク３０２を第１マークとして、及び位
置合わせ回路パターン３０４の形状を第２マークとして
記憶してもよい。この場合、テンプレート画像記憶手段
１２は、回路パターンを含む領域の位置合わせマークに
対する相対的な位置も記憶する。

【００９８】本実施形態に係るウェハ処理装置１０は、
入力画像から第１領域候補部分を検出した後に第２領域
候補部分を定め、第２領域候補部分がテンプレート画像
の第２領域の画像に関する情報と一致するか否かを検出
し、その検出結果に基づいて第１領域近似部分を検出し
ているので、第１領域近似部分をより正確に検出するこ
とができる。

【００９９】また、第２領域はテンプレート画像を分割
した領域であるので、入力画像のテンプレート画像に対
応する領域がテンプレート画像に関する情報と一致する
か否かに基づいて第１領域近似部分を検出する場合より
も、第１領域候補部分を迅速に検出することができる。

【０１００】さらに、本実施形態に係るウェハ処理装置
１０は、テンプレート画像中のマークを様々に組み合わ
せて第１領域及び第２領域とすることができるため、ウ
ェハ表面の反射光の影響が生じないマークの組み合わせ
を選択することにより、第１領域近似部分を正確に検出
することができる。

【０１０１】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できる。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、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

【０１０２】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、テンプレート画像と実質的に同一なマークを、
入力画像から正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】本実施形態に係るウェハ処理装置が入力画像か
ら第１領域近似部分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】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第１領域近似部分を検出する
手順を示す模式図である。

【図４】第１領域の画像を第１軸及び第２軸に投影させ
た第１領域第１軸信号及び第１領域第２軸信号を示す模
式図である。

【図５】各信号において、エッジを抽出する手順を示す
チャートである。

【図６】本実施形態に係るウェハ処理装置のテンプレー
ト画像記憶手段が記憶するテンプレート画像の一例を示
す模式図である。

【図７】本実施形態に係るウェハ処理装置において、相
対位置検出手段により選択されるテンプレート画像の第
１領域及び第２領域の組み合わせの例を示す模式図であ
る。

【図８】本実施形態に係るウェハ処理装置の入力画像取
得手段により取得された入力画像の一例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１０…ウェハ処理装置、１２…テンプレート画像記憶手
段、１４…入力画像取得手段、２０…画像検出装置、２
２…相対位置検出手段、２４…第１領域候補部分検出手
段、２６…第１領域信号形成手段、２８…投影信号形成
手段、３０…候補位置検出手段、３２…第２領域候補部
分検出手段、３４…第２領域信号形成手段、３６…投影
信号形成手段、３８…投影信号比較手段、４０…第１領
域近似部分検出手段、４２…位置検出手段、５０…ウェ
ハ移動手段、１００…テンプレート画像、１０２…第１
マーク、１０４…第２マーク、１０６…第１領域、１０
８…第２領域、１１０…入力画像、１２２…第１領域候
補部分、１２４…第２領域候補部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０ Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０Ｂ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｋ Ｆターム(参考） 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 DA07 DB02 DC16 DC19 5F056 BC10 BD01 BD05 5L096 BA03 CA02 FA06 FA38 FA69 HA08 JA03 JA09

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め与えられた第１マークを含む第１領
   域に近似した第１領域近似部分を入力画像から検出する
   画像検出方法であって、前記第１マークに近似した画像
   を含む第１領域候補部分を前記入力画像から検出する第
   １領域候補部分検出ステップと、 前記第１領域に対する相対的な位置が既知である第２領
   域の画像に関する情報が予め与えられており、前記相対
   的な位置に基づいて、前記入力画像から第２領域候補部
   分を定め、前記第２領域候補部分が前記第２領域の画像
   に関する情報と一致するか否かを検出する第２領域候補
   部分検出ステップとを備えることを特徴とする画像検出
   方法。
2. 【請求項２】 前記第２領域候補部分検出ステップは、
   前記第２領域に含まれる第２マークの画像を用いて前記
   第２領域候補部分が前記第２領域の画像に関する情報と
   一致するか否かを検出することを特徴とする請求項１に
   記載の画像検出方法。
3. 【請求項３】 前記第２領域候補部分検出ステップは、
   前記第２領域に含まれ、前記第１マークと異なる形状を
   有する第２マークの画像を用いて前記第２領域候補部分
   が前記第２領域の画像に関する情報と一致するか否かを
   検出することを特徴とする請求項１に記載の画像検出方
   法。
4. 【請求項４】 前記第１マークを含むテンプレート画像
   から、前記第１領域と前記第２領域とをそれぞれ選択し
   て、前記テンプレート画像を用いて前記第２領域の前記
   第１領域に対する前記相対的な位置を検出する相対位置
   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
   に記載の画像検出方法。
5. 【請求項５】 前記第１マークと前記第２マークとを含
   むテンプレート画像から、前記第１領域と前記第２領域
   をそれぞれ選択して、前記テンプレート画像を用いて前
   記第２領域の前記第１領域に対する前記相対的な位置を
   検出する相対位置検出ステップをさらに備えることを特
   徴とする請求項２又は３に記載の画像検出方法。
6. 【請求項６】 前記第１領域候補部分検出ステップは、 前記入力画像の画素値を第１軸上に投影した第１投影信
   号を形成する第１投影信号形成ステップと、 前記入力画像の画素値を前記第１軸に実質的に垂直な第
   ２軸上に投影した第２投影信号を形成する第２投影信号
   形成ステップと、 前記第１領域の画素値を前記第１軸上に投影した第１領
   域第１軸信号と前記第１投影信号とに基づいて、前記第
   １軸方向における前記第１領域候補部分の位置を検出す
   る第１領域第１軸候補位置検出ステップと 前記第１領域の画素値を前記第２軸上に投影した第１領
   域第２軸信号と前記第２投影信号とに基づいて、前記第
   ２軸方向における前記第１領域候補部分の位置を検出す
   る第１領域第２軸候補位置検出ステップとを有すること
   を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像検
   出方法。
7. 【請求項７】 前記第２領域候補部分検出ステップは、 前記第２領域候補部分の画素値を前記第１軸上に投影し
   た第３投影信号を形成する第３投影信号形成ステップ
   と、 前記第２領域の画素値を前記第１軸上に投影した第２領
   域第１軸信号と前記第３投影信号とを比較する第３投影
   信号比較ステップとを有することを特徴とする請求項６
   に記載の画像検出方法。
8. 【請求項８】 前記第２領域候補部分検出ステップは、 前記第２領域候補部分の画素値を前記第２軸上に投影し
   た第４投影信号を形成する第４投影信号形成ステップ
   と、 前記第２領域の画素値を前記第２軸上に投影した第２領
   域第２軸信号と前記第４投影信号とを比較する第４投影
   信号比較ステップとをさらに有することを特徴とする請
   求項７に記載の画像検出方法。
9. 【請求項９】 前記第１領域第１軸候補位置検出ステッ
   プは、前記第１軸方向における異なる位置で前記第１投
   影信号から前記第１領域の幅の部分信号を取り出して、
   それぞれ前記第１領域第１軸信号と比較して第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軸方向における前記第１領域候補部分の位
   置を検出し、 前記第１領域第２軸候補位置検出ステップは、前記第２
   軸方向における異なる位置で前記第２投影信号から前記
   第１領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ前記第
   １領域第２軸信号と比較して第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軸方
   向における前記第１領域候補部分の位置を検出すること
   を特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の画像検
   出方法。
10. 【請求項１０】 前記第３投影信号比較ステップは、前
    記第１軸方向における異なる位置で前記第３投影信号か
    ら前記第２領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ
    前記第２領域第１軸信号と比較して第３相関値を算出す
    るステップを有し、前記第３相関値及び前記相対的な位
    置に基づいて、前記第１領域に近似する第１領域近似部
    分を前記入力画像から検出する第１領域近似部分検出ス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載
    の画像検出方法。
11. 【請求項１１】 前記第１領域第１軸候補位置検出ステ
    ップは、前記第１軸方向における異なる位置で前記第１
    投影信号から前記第１領域の幅の部分信号を取り出し
    て、それぞれ前記第１領域第１軸信号と比較して第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軸方向における前記第１領域候補部分の
    位置を検出し、 前記第１領域第２軸候補位置検出ステップは、前記第２
    軸方向における異なる位置で前記第２投影信号から前記
    第１領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ前記第
    １領域第２軸信号と比較して第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軸方
    向における前記第１領域候補部分の位置を検出し、前記
    第３投影信号比較ステップは、前記第１軸方向における
    異なる位置で前記第３投影信号から前記第２領域の幅の
    部分信号を取り出して、それぞれ前記第２領域第１軸信
    号と比較して第３相関値を算出するステップを有し、前
    記第１相関値又は前記第２相関値の少なくとも一方と、
    前記第３相関値と、及び前記相対位置とに基づいて、前
    記第１領域に近似する第１領域近似部分を前記入力画像
    から検出する第１領域近似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７に記載の画像検出方法。
12. 【請求項１２】 前記第３投影信号比較ステップは、前
    記第１軸方向における異なる位置で前記第３投影信号か
    ら前記第２領域の幅の部分信号を取り出して、それぞれ
    前記第２領域第１軸信号と比較して第３相関値を算出す
    るステップを有し、前記第４投影信号比較ステップは、
    前記第２軸方向における異なる位置で前記第４投影信号
    から前記第２領域の幅の部分信号を取り出して、それぞ
    れ前記第２領域第２軸信号と比較して第４相関値を算出
    するステップを有し、画像検出方法は、前記第３相関値
    及び前記第４相関値に基づいて、前記第１領域に近似す
    る第１領域近似部分を前記入力画像から検出する第１領
    域近似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７に記載の画像検出方法。
13. 【請求項１３】 前記第１領域第１軸候補位置検出ステ
    ップは、前記第１領域第１軸信号のエッジを抽出する第
    １領域第１軸信号エッジ抽出ステップと、前記第１投影
    信号のエッジを抽出する第１投影信号エッジ抽出ステッ
    プとを有し、前記第１領域第１軸信号のエッジの信号値
    と前記第１投影信号のエッジの信号値とに基づいて、前
    記第１軸方向における前記第１領域候補部分の位置を検
    出し、前記第１領域第２軸候補位置検出ステップは、前
    記第１領域第２軸信号のエッジを抽出する第１領域第２
    軸信号エッジ抽出ステップと、前記第２投影信号のエッ
    ジを抽出する第２投影信号エッジ抽出ステップとを有
    し、前記第１領域第２軸信号のエッジの信号値と前記第
    ２投影信号のエッジの信号値とに基づいて、前記第２軸
    方向における前記第１領域候補部分の位置を検出するこ
    とを特徴とする請求項６に記載の画像検出方法。
14. 【請求項１４】 前記第１領域第１軸候補位置検出ステ
    ップは、前記第１領域第１軸信号のエッジの数と前記第
    １投影信号のエッジの数とに基づいて、前記第１軸方向
    における前記第１領域候補部分の位置を検出し、前記第
    １領域第２軸候補位置検出ステップは、前記第１領域第
    ２軸信号のエッジの数と前記第２投影信号のエッジの数
    とに基づいて、前記第２軸方向における前記第１領域候
    補部分の位置を検出することを特徴とする請求項１３に
    記載の画像検出方法。
15. 【請求項１５】 前記第１領域第１軸候補位置検出ステ
    ップは、前記第１領域第１軸信号のエッジの信号値と前
    記第１投影信号のエッジの信号値との相関を示す第１エ
    ッジ相関値を算出するステップを有し、前記第１エッジ
    相関値に基づいて前記第１軸方向における前記第１領域
    候補部分の位置を検出し、前記第１領域第２軸候補位置
    検出ステップは、前記第１領域第２軸信号のエッジの信
    号値と前記第２投影信号のエッジの信号値との相関を示
    す第２エッジ相関値を算出するステップを有し、前記第
    ２エッジ相関値に基づいて、前記第２軸方向における前
    記第１領域候補部分の位置を検出することを特徴とする
    請求項１３又は１４に記載の画像検出方法。
16. 【請求項１６】 前記第３投影信号比較ステップは、前
    記第２領域信号のエッジを抽出する第２領域第１軸信号
    エッジ抽出ステップと、前記第３投影信号のエッジ領域
    を抽出する第３投影信号エッジ抽出ステップと、前記第
    ２領域第１軸信号のエッジの信号値と前記第３投影信号
    のエッジの信号値とを比較するステップとを有し、前記
    第２領域第１軸信号のエッジの信号値と前記第３投影信
    号のエッジの信号値とに基づいて、前記第１領域近似部
    分を前記入力画像から検出する第１領域近似部分検出ス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載
    の画像検出方法。
17. 【請求項１７】 前記第３投影信号比較ステップは、前
    記第２領域第１軸信号のエッジの数と前記第３投影信号
    のエッジの数とを比較することを特徴とする請求項１６
    に記載の画像検出方法。
18. 【請求項１８】 前記第３投影信号比較ステップは、前
    記第２領域第１軸信号のエッジの信号値と前記第３投影
    信号のエッジの信号値との相関を示す第３エッジ相関値
    を算出するステップを有し、前記第１領域近似部分検出
    ステップは、前記第３エッジ相関値に基づいて前記第１
    領域近似部分を前記入力画像から検出することを特徴と
    する請求項１６又は１７に記載の画像検出方法。
19. 【請求項１９】 予め与えられた第１マークを含む第１
    領域に近似した第１領域近似部分を入力画像から検出す
    る画像検出装置であって、前記第１マークに近似した画
    像を含む第１領域候補部分を前記入力画像から検出する
    第１領域候補部分検出手段と、 前記第１領域に対する相対的な位置が既知である第２領
    域の画像に関する情報が予め与えられており、前記相対
    的な位置に基づいて、前記入力画像から第２領域候補部
    分を定め、前記第２領域候補部分が前記第２領域の画像
    に関する情報と一致するか否かを検出する第２領域候補
    部分検出手段とを備えることを特徴とする画像検出装
    置。
20. 【請求項２０】 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、 第１マークを含む第１領域の画像及び前記第１領域に対
    する相対的な位置が既知である第２領域の画像に関する
    情報を記憶する記憶手段と、前記ウェハの画像を入力画
    像として取得する入力画像取得手段と、前記第１マーク
    に近似した画像を含む第１領域候補部分を前記入力画像
    から検出する第１領域候補部分検出手段と、 前記相対的な位置に基づいて、前記入力画像から第２領
    域候補部分を定め、前記第２領域候補部分が前記第２領
    域の画像に関する情報と一致するか否かを検出する第２
    領域候補部分検出手段と 前記第２領域候補部分検出手段による検出結果に基づい
    て、前記入力画像から前記第１領域に近似した第１領域
    近似部分を検出する近似部分検出手段と、 前記近似部分の位置に基づいて前記ウェハの位置を検出
    する位置検出手段と、 前記検出された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。