JP5681080B2 - Mark detection method - Google Patents
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Description
この発明は、マークを含む二次元画像からマークのエッジを検出するマーク検出方法に関する。 The present invention relates to a mark detection method for detecting an edge of a mark from a two-dimensional image including the mark.
マークのエッジを検出する手法の一つとして、微分処理がある。ここで、微分とは、画像処理における端縁部分の抽出の手法であり、特定の画像に関し、互いに隣接する画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間の輝度の差分をとることである。また、直線状に延びるマークのエッジを検出するときには、射影加算が利用される。ここで、射影加算とは、特定の画像に対して一方向に値を加算することである。そして、取り込み画像に対してフィルタ等を利用して平滑化を実行することにより、ゴミの画像等のノイズを除去するようにしている(非特許文献1参照)。 One technique for detecting the edge of a mark is differential processing. Here, differentiation is a technique for extracting an edge portion in image processing, and is to take a luminance difference between pixels adjacent to each other or between pixels separated by a certain interval with respect to a specific image. When detecting the edge of a mark extending in a straight line, projective addition is used. Here, projection addition is adding a value in one direction to a specific image. Then, noise such as a dust image is removed by performing smoothing on the captured image using a filter or the like (see Non-Patent Document 1).
従来のマーク検出方法によれば、コントラストの低いマークの近傍にコントラストの高いノイズが存在した場合、マークを正確に認識できないという問題が生じている。 According to the conventional mark detection method, there is a problem that the mark cannot be accurately recognized when noise with high contrast exists in the vicinity of the mark with low contrast.
図5は、Y方向に延びる直線状のマーク101とノイズ102とを含む二次元画像をX方向に微分した後、Y方向に単純に射影加算した結果を模式的に示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the result of simply performing projection addition in the Y direction after differentiating the two-dimensional image including the
ここで、上述したように、微分とは、互いに隣接する画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間の輝度の差分をとることであり、図5に示すマーク101についてX方向に微分するとは、Y方向の各位置において、X方向に隣り合う画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間で輝度の差分をとることである。また、射影加算するとは、一方向に値を加算することであり、図5に示すマーク101について微分後に射影加算するとは、X方向の微分値をY方向に沿って加算することである。
Here, as described above, differentiation means taking a difference in luminance between adjacent pixels or between pixels separated by a fixed interval. What is differentiating the
図5に示すように、二次元画像中に検出したい直線状のマーク101とともにゴミの画像等のノイズ102が存在した場合において、この二次元画像をX方向に微分した後、Y方向に射影加算した場合には、ノイズ102を示すピークP1と、直線状のマーク101のエッジを示す一対のピークP2およびP3を有する波形を得ることができる。このとき、直線状のマーク101のコントラストが低く、ノイズ102のコントラストが高い場合には、ノイズ102を示すピークP1と、直線状のマーク101のエッジを示す一対のピークP2およびP3とが同程度、あるいは、ノイズ102を示すピーク値P1の方が大きくなり、直線状のマーク101のエッジを特定することが困難であるという問題が生ずる。
As shown in FIG. 5, when
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、検出対象であるマークのエッジを正確に検出することが可能なマーク検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a mark detection method capable of accurately detecting the edge of a mark to be detected.
請求項1に記載の発明は、マークを含む二次元画像を、X方向に微分した後、Y方向に射影加算することにより、マークのエッジを検出するマーク検出方法において、前記射影加算時における前記Y方向に存在するエッジの数を、X方向の領域毎に検出するエッジ数検出工程と、前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値を、前記エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程と、前記加算値補正工程により補正した前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値に基づいて前記マークのエッジを検出するエッジ検出工程とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a mark detection method for detecting an edge of a mark by differentiating a two-dimensional image including the mark in the X direction and then performing projective addition in the Y direction. An edge number detection step for detecting the number of edges existing in the Y direction for each region in the X direction, and an addition value for each region in the X direction after the projection addition is performed in the X direction detected in the edge number detection step. An addition value correcting step for correcting by the number of edges for each region; and an edge detecting step for detecting the edge of the mark based on the added value for each region in the X direction after the projection addition corrected by the additional value correcting step. It is provided with.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記マークは、Y方向に延びる直線状のマークである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記加算値補正工程においては、前記エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させる。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、必要なマークを他の情報と区別して、正確に検出することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately detect necessary marks by distinguishing them from other information.
請求項2および請求項3に記載の発明によれば、直線状のマークとともにコントラストの高いノイズが存在した場合においても、ノイズの影響を防止して直線状のマークを正確に検出することが可能となる。 According to the second and third aspects of the invention, even when high-contrast noise is present together with the linear mark, it is possible to accurately detect the linear mark while preventing the influence of noise. It becomes.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、この発明を適用する露光装置の構成について説明する。図1は、この発明を適用する露光装置100を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of an exposure apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an
この露光装置100は、半導体ウエハ等の基板2に対して、マスク3のパターンを露光するためのものであり、超高圧水銀灯等の光源4と、集光ミラー5と、ダイクロイックミラー6と、フライアイレンズ(複合レンズ)7と、コリメートミラー1とを備える。
The
この露光装置100においては、光源4から出射された光は、集光ミラー5により集光されてダイクロイックミラー6に入射する。ダイクロイックミラー6においては、そこに入射した光のうち、露光に必要な波長の光のみがフライアイレンズ7に向けて反射される。そして、フライアイレンズ7を通過した光は、コリメートミラー1によりコリメートされて平行光となり、マスク3を介して基板2に照射される。このとき、マスク3および基板2は、フライアイレンズ7を通過した光が互いに重畳する領域に配置されており、均一な照度分布によりパターン露光を実行することが可能となる。
In this
図2は、基板2の移動機構を、カメラ15とともに模式的に示す概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the moving mechanism of the
基板2は、支持部材13により支持されている。この支持部材13は、移動機構14により、X、Y、θ方向に移動可能となっている。そして、支持部材13により支持された基板2の画像は、カメラ15により撮像される。このような基板2には、アライメントマークやスクライブラインが形成されている。この露光装置100においては、アライメントマークやスクライブラインを検出することにより基板2の位置決めを実行している。このため、基板2に形成されたマークとしてのアライメントマークまたはスクライブラインを、ノイズの影響を受けることなく正確に検出する必要がある。
The
次に、この発明に係るマーク検出方法について説明する。図3は、この発明に係るマーク検出方法を示すフローチャートである。また、図4は、Y方向に延びる直線状のマーク101とノイズ102とを含む二次元画像に対してこの発明を適用した結果を模式的に示す説明図である。
Next, a mark detection method according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a mark detection method according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a result of applying the present invention to a two-dimensional image including a
直線状のマーク101を検出するときには、最初に、マーク101を含む二次元画像をX方向に微分する(ステップS1)。そして、この微分の結果をY方向に射影加算する(ステップS2)。ここでX方向およびY方向とは、基板2の主面に対して設定された互いに直交する二方向を指す。この方向は、露光装置100等に対して適宜設定される方向である。
When detecting the
このとき、二次元画像中に検出したい直線状のマーク101とともにゴミの画像等のノイズ102が存在した場合において、この二次元画像をX方向に微分した後、Y方向に単純に射影加算した場合には、図5に示す場合と同様、ノイズ102を示すピークP1と、直線状のマーク101のエッジを示す一対のピークP2およびP3を有する波形とが認識される。このとき、直線状のマーク101のコントラストが低く、ノイズ102のコントラストが高い場合には、ノイズ102を示すピークP1と、直線状のマーク101のエッジを示す一対のピークP2およびP3とが同程度、あるいは、ノイズ102を示すピーク値P1の方が大きくなり、直線状のマーク101のエッジを特定することが困難となる。
At this time, when
このため、この発明に係るマーク検出方法においては、Y方向の射影加算を実行したときのエッジ数を検出する(ステップS3)。すなわち、Y方向における所定の距離毎に、X方向の微分時に微分値が一定以上となったエッジの数を数える。そして、射影加算後のX方向の領域毎の加算値を、このエッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程を実行する(ステップS4)。 For this reason, in the mark detection method according to the present invention, the number of edges when the projection addition in the Y direction is executed is detected (step S3). That is, for each predetermined distance in the Y direction, the number of edges whose differential value is equal to or greater than a certain value during differentiation in the X direction is counted. Then, an addition value correction step of correcting the addition value for each region in the X direction after the projection addition by the number of edges for each region in the X direction detected in the edge number detection step is executed (step S4).
より具体的には、この加算値補正工程においては、エッジ数検出工程(ステップS3)で検出したX方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させる。図4に示す実施形態の場合においては、直線状のマーク101はY方向の領域においてエッジ数が多いのに対して、ノイズ102はY方向の領域においてエッジ数が少なくなる。このため、エッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行った場合には、図4に示すように、ノイズ102を示すピークP1は、直線状のマーク101のエッジを示す一対のピークP2およびP3よりも小さな値となる。なお、エッジの数が設定値以下のときに、射影加算後の加算値をゼロとなるまで減少させるようにしてもよい。
More specifically, in the addition value correction step, the region in the X direction after the projection addition is performed when the number of edges for each region in the X direction detected in the edge number detection step (step S3) is equal to or less than the set value. Decrease each additional value. In the case of the embodiment shown in FIG. 4, the
ここで、上記設定値は、検出したいマークの長さや予想されるノイズ102の大きさ等に基づいて、予め設定しておく。
Here, the set value is set in advance based on the length of the mark to be detected, the expected size of the
そして、直線状のマーク101のエッジを検出する(ステップS5)。この場合には、直線状のマーク101のコントラストが低くノイズ102のコントラストが高い場合であっても、加算値補正工程(ステップS4)においてノイズ102を示すピーク値を小さくする処理がなされていることから、エッジ検出時の閾値を適切に設定することにより、ノイズ102の影響を受けることなく、直線状のマーク101のエッジを検出することができる。
Then, the edge of the
なお、上述した実施形態においては、エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行っているが、直線状のマークとともに存在する微小な欠陥等を検出するためには、エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数が設定値以上のときに、射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行ってもよい。このような構成を採用した場合においては、直線状のマークによるエッジを示すピーク値を小さなものとして、微小な欠陥等を容易に検出することが可能となる。 In the above-described embodiment, when the number of edges for each region in the X direction detected in the edge number detection step is equal to or less than a set value, the process of reducing the added value for each region in the X direction after projective addition is performed. In order to detect minute defects and the like that exist with a linear mark, after the projection addition is performed when the number of edges for each region in the X direction detected in the edge number detection step is equal to or larger than a set value. The process of decreasing the added value for each region in the X direction may be performed. In the case of adopting such a configuration, it is possible to easily detect a minute defect or the like by setting a peak value indicating an edge by a linear mark to be small.
1 コリメートミラー
2 基板
3 マスク
4 光源
5 集光ミラー
6 ダイクロイックミラー
7 フライアイレンズ
13 支持部材
14 移動機構
15 カメラ
100 露光装置
101 マーク
102 ノイズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記射影加算時における前記Y方向に存在するエッジの数を、X方向の領域毎に検出するエッジ数検出工程と、
前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値を、前記エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程と、
前記加算値補正工程により補正した前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値に基づいて前記マークのエッジを検出するエッジ検出工程と、
を備えたことを特徴とするマーク検出方法。 In the mark detection method for detecting the edge of the mark by differentiating the two-dimensional image including the mark in the X direction and then performing projective addition in the Y direction,
An edge number detection step of detecting the number of edges existing in the Y direction at the time of the projection addition for each region in the X direction;
An addition value correction step of correcting the addition value for each region in the X direction after the projection addition by the number of edges for each region in the X direction detected in the edge number detection step;
An edge detection step of detecting an edge of the mark based on an addition value for each region in the X direction after the projection addition corrected by the addition value correction step;
A mark detection method comprising:
前記マークは、Y方向に延びる直線状のマークであるマーク検出方法。 The mark detection method according to claim 1,
The mark detection method, wherein the mark is a linear mark extending in the Y direction.
前記加算値補正工程においては、前記エッジ数検出工程で検出したX方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、前記射影加算後のX方向の領域毎の加算値を減少させるマーク検出方法。
The mark detection method according to claim 2,
In the added value correcting step, a mark for reducing the added value for each area in the X direction after the projection addition when the number of edges in the X direction area detected in the edge number detecting step is equal to or less than a set value. Detection method.
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