JP2002353126A - 位置検出装置、位置検出方法、電子部品搬送装置及び電子ビーム露光装置 - Google Patents

位置検出装置、位置検出方法、電子部品搬送装置及び電子ビーム露光装置

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JP2002353126A
JP2002353126A JP2001161328A JP2001161328A JP2002353126A JP 2002353126 A JP2002353126 A JP 2002353126A JP 2001161328 A JP2001161328 A JP 2001161328A JP 2001161328 A JP2001161328 A JP 2001161328A JP 2002353126 A JP2002353126 A JP 2002353126A
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    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175—Lithography

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力画像の輝度分布の変化やマークの変形の
影響を最小限にして精度よく入力画像からマークの位置
を検出する。 【解決手段】 テンプレート画像に近似したマークの位
置を入力画像から検出する位置検出装置は算出処理部３
０を有する。算出処理部３０は、テンプレート画像中の
所定の位置を基準としてテンプレート画像を周波数成分
に変換した場合の位相成分と、入力画像中の所定の位置
を基準として入力画像を周波数成分に変換した場合の位
相成分との位相成分差を周波数ごとに算出する位相差算
出手段４２と、位相差算出手段４２が算出した位相成分
差を変換した位相インパルス応答関数に基づいて、入力
画像中のマークの位置を検出するマーク位置検出手段５
０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、テンプレート画像
に近似したマークの位置を入力画像から検出する位置検
出装置、位置検出装置を有する電子部品搬送装置、位置
検出装置を有する電子ビーム露光装置及び位置検出方法
に関する。特に本発明は、入力画像の輝度分布の変化や
マークの変形の影響を最小限にして精度よく入力画像か
らマークの位置を検出する位置検出装置、位置検出装置
を有する電子部品搬送装置、位置検出装置を有する電子
ビーム露光装置及び位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）の製造工程に
おいては、半導体などのウェハ基板に微細な回路パター
ンを露光する工程や、様々な膜を成膜する工程などを繰
り返す必要がある。ＬＳＩに設計どおりの機能を持たせ
るためには、各処理ごとにウェハ基板を正確な位置に合
わせなければならない。そこで、予めウェハ基板にマー
クを設けておき、マークの位置を観察することによりウ
ェハ基板の位置合わせを行っている。従来、テンプレー
ト画像とウェハ基板を撮影した入力画像との輝度分布を
比較して入力画像中のマークの位置を検出するパターン
マッチング処理が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェハ基板上
に様々な膜を積層していくと、マークの近傍で輝度値が
局所的に変化することがあり、マークの形状が変形して
観察されることがある。また、ウェハ基板を化学的機械
研磨（ＣＭＰ）処理する際に、マークのエッジが欠損す
ることもあり、この場合もマークの形状が変形して観測
されてしまう。さらに、ＣＭＰ処理により下地の層の膜
厚がウェハ基板内で不均一となり、その上にさらに他の
膜を成膜すると、膜厚の違いにより反射光の強度が局所
的に変化することがある。このような場合、従来の輝度
値を用いるパターンマッチング処理ではウェハ基板を正
確に位置合わせできないという問題があった。
【０００４】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる位置検出装置、位置検出装置を有する電子部
品搬送装置、位置検出装置を有する電子ビーム露光装置
及び位置検出方法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。
【０００５】
【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、テンプレート画像に近似したマークの位置
を入力画像から検出する位置検出装置であって、テンプ
レート画像中の所定の位置を基準としてテンプレート画
像を周波数成分に変換した場合の位相成分と、入力画像
中の所定の位置を基準として入力画像を周波数成分に変
換した場合の位相成分との位相成分差を周波数ごとに算
出する位相差算出手段と、位相差算出手段が算出した位
相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基づい
て、入力画像中のマークの位置を検出するマーク位置検
出手段とを備えることを特徴とする位置検出装置を提供
する。
【０００６】位相差算出手段は、テンプレート画像を基
準とした入力画像の周波数応答関数に基づいて、位相成
分差を算出するのが好ましい。マーク位置検出手段は、
２次元離散フーリエ逆変換により位相インパルス応答関
数を算出してよい。２次元離散フーリエ変換は高速フー
リエ変換であってよい。
【０００７】マーク位置検出手段は、所定の条件を満た
す位相インパルス応答関数値を与える座標を入力画像か
ら検出する座標検出手段を有し、座標検出手段が検出し
た座標に基づいて、マークの位置を検出してよい。
【０００８】座標検出手段は、位相インパルス応答関数
値が最大となる座標を検出してよい。座標検出手段は、
インパルス応答関数値の絶対値が最大である座標を検出
してもよい。座標検出手段は、位相インパルス応答関数
値と所定値との差の絶対値が最大である座標を検出して
もよい。座標検出手段は、位相インパルス応答関数値が
極値である座標を検出してもよい。座標検出手段は、位
相インパルス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大
である座標を検出してもよい。
【０００９】位置検出装置は、入力画像を周波数成分に
変換する変換手段をさらに備えてもよい。変換手段は、
２次元離散フーリエ変換により入力画像を周波数成分に
変換してよい。２次元離散フーリエ変換は高速フーリエ
変換であってよい。
【００１０】位置検出装置は、入力画像から、テンプレ
ート画像と実質的に等しい大きさの比較領域を選択する
比較領域選択手段をさらに備えてもよく、変換手段は、
比較領域において、テンプレート画像中の基準となる所
定の位置に対応する座標を入力画像中の基準となる所定
の位置として比較領域を周波数成分に変換してもよい。
【００１１】比較領域選択手段は、各比較領域が所定の
パーセントずつ重複するように、入力画像から比較領域
を選択してよい。具体的には、位置検出装置は、入力画
像を、テンプレート画像より小さい予備領域に分割する
入力画像分割手段をさらに備えてもよく、比較領域選択
手段は、各予備領域を所定の位置にそれぞれ含むように
比較領域を選択してもよい。
【００１２】位置検出装置は、比較領域の端部の画素値
が実質的に等しくなるように、比較領域の画素値を補正
する補正手段をさらに備えてもよい。補正手段は、テン
プレート画像の端部の画素値が実質的に等しくなるよう
に、テンプレート画像の画素値を補正してもよい。比較
領域選択手段は、一辺がそれぞれ２のｍ乗（ｍは正の整
数）の画素数を持つように比較領域を選択してもよい。
比較領域選択手段は、比較領域の画素数を調整する手段
を有してもよい。
【００１３】マーク位置検出手段は、位相成分差を変換
した位相インパルス応答関数に基づいて、所定の条件を
満たす位相インパルス応答関数値を与える座標を含む比
較領域を検出する比較領域検出手段をさらに有してもよ
く、入力画像における比較領域の位置と、比較領域中の
座標とに基づいて、マークの位置を検出してもよい。
【００１４】マーク位置検出手段は、各比較領域から所
定の領域を選択して、所定の領域における位相インパル
ス応答関数値を抽出する手段と、抽出した位相インパル
ス応答関数値から所定の条件を満たす位相インパルス応
答関数値を選択する手段とをさらに有してもよく、選択
した位相インパルス応答関数値を与える座標を検出して
よい。
【００１５】マーク位置検出手段は、比較領域の位相成
分差を変換した位相インパルス応答関数に基づいて、比
較領域における位相インパルス応答関数値を所定の閾値
と比較することにより、マークが当該比較領域に含まれ
るか否かを判断するマーク判断手段をさらに有してもよ
い。
【００１６】位置検出装置は、所定の帯域以下の周波数
成分の位相成分を抽出する低域抽出フィルタをさらに備
えてもよく、マーク位置検出手段は、低域抽出フィルタ
が抽出したテンプレート画像の位相成分と低域抽出フィ
ルタが抽出した入力画像の位相成分との位相成分差を変
換した位相インパルス応答関数に基づいて、入力画像中
のマークの位置を検出してもよい。
【００１７】位置検出装置は、テンプレート画像を周波
数成分に変換した場合の振幅の値に基づいて定めた周波
数における位相成分を当該周波数に対応づけて保持する
テンプレート画像保持手段をさらに備えてもよく、位相
差算出手段は、入力画像を周波数成分に変換した場合の
位相成分のうち、テンプレート画像保持手段が保持する
周波数に対応する周波数の位相成分と、テンプレート画
像保持手段が保持するテンプレート画像の位相成分との
位相成分差を周波数ごとに算出してもよい。
【００１８】変換手段は、テンプレート画像を周波数成
分に変換してもよい。位置検出装置は、テンプレート画
像を周波数成分に変換した場合の位相成分を周波数に対
応づけて保持するテンプレート画像保持手段をさらに備
えてもよい。テンプレート画像は、一辺がそれぞれ２の
ｎ乗（ｎは正の整数）の画素数を持つのが好ましい。
【００１９】位置検出装置は、テンプレート画像の逆周
波数特性を持つテンプレート逆画像を保持するテンプレ
ート画像保持手段と、テンプレート逆画像と入力画像と
の畳込み積分画像を形成する畳込み積分手段と、畳込み
画像を所定の位置を基準として周波数成分に変換する変
換手段とをさらに備えてもよく、位相差算出手段は、畳
込み画像の周波数成分の位相成分を位相成分差として算
出してもよい。
【００２０】本発明の第２の形態によると、テンプレー
ト画像に近似したマークの位置を入力画像から検出する
位置検出方法であって、テンプレート画像中の所定の位
置を基準としてテンプレート画像を周波数成分に変換し
た場合の位相成分と、入力画像中の所定の位置を基準と
して入力画像を周波数成分に変換した場合の位相成分と
の位相成分差を周波数ごとに算出する位相成分差算出ス
テップと、位相成分差を位相インパルス応答関数に変換
する逆変換ステップを有し、位相インパルス応答関数に
基づいて入力画像中のマークの位置を検出するマーク位
置検出ステップとを備えることを特徴とする位置検出方
法を提供する。
【００２１】マーク位置検出ステップは、位相成分差を
位相インパルス応答関数に変換する逆変換ステップを有
し、位相インパルス応答関数に基づいて入力画像中のマ
ークの位置を検出してよい。
【００２２】逆変換ステップは、２次元離散フーリエ逆
変換により位相インパルス応答関数を算出してよい。マ
ーク位置検出ステップは、所定の条件を満たす位相イン
パルス応答関数値を与える座標を入力画像から検出する
座標検出ステップを有してもよく、検出された座標に基
づいて、マークの位置を検出してよい。
【００２３】座標検出ステップは、位相インパルス応答
関数値が最大となる座標を検出してもよい。座標検出ス
テップは、インパルス応答関数値の絶対値が最大である
座標を検出してもよい。座標検出ステップは、位相イン
パルス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大である
座標を検出してもよい。座標検出ステップは、位相イン
パルス応答関数値が極値である座標を検出してもよい。
座標検出ステップは、位相インパルス応答関数値と所定
値との差の絶対値が最大である座標を検出してもよい。
【００２４】位置検出方法は、入力画像を周波数成分に
変換する変換ステップをさらに備えてもよい。変換ステ
ップは、２次元離散フーリエ変換により入力画像を周波
数成分に変換してもよい。
【００２５】入力画像から、テンプレート画像と実質的
に等しい大きさの比較領域を選択する比較領域選択ステ
ップをさらに備えてもよく、変換ステップは、比較領域
において、テンプレート画像中の基準となる所定の位置
に対応する座標を入力画像中の基準となる所定の位置と
して比較領域を周波数成分に変換してもよい。
【００２６】入力画像を、テンプレート画像より小さい
予備領域に分割する入力画像分割ステップをさらに備え
てもよく、比較領域選択ステップは、各予備領域を所定
の位置にそれぞれ含むように比較領域を選択してよい。
【００２７】位置検出方法は、比較領域の端部の画素値
が実質的に等しくなるように、比較領域の画素値を補正
する補正ステップをさらに備えてもよい。比較領域選択
ステップは、一辺がそれぞれ２のｍ乗（ｍは正の整数）
の画素数を持つように比較領域を選択してよい。
【００２８】マーク位置検出ステップは、位相成分差を
変換した位相インパルス応答関数に基づいて、所定の条
件を満たす位相インパルス応答関数値を与える座標を含
む比較領域を検出する比較領域検出ステップをさらに有
してもよく、入力画像における比較領域の位置と、比較
領域中の座標とに基づいて、マークの位置を検出してよ
い。
【００２９】マーク位置検出ステップは、比較領域から
所定の領域を選択するステップと、所定の領域における
位相インパルス応答関数値を抽出する抽出ステップと、
抽出した位相インパルス応答関数値から所定の条件を満
たす位相インパルス応答関数値を選択するステップとを
さらに有してよく、選択した位相インパルス応答関数値
を与える座標を検出してよい。
【００３０】マーク位置検出ステップは、比較領域の位
相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基づい
て、比較領域における位相インパルス応答関数値を所定
の閾値と比較することにより、マークが当該比較領域に
含まれるか否かを判断するマーク判断ステップを有して
もよい。
【００３１】位置検出方法は、所定の帯域以下の周波数
成分の位相成分を抽出する低域抽出ステップをさらに備
えてもよく、マーク位置検出ステップは、低域抽出ステ
ップにおいて抽出されたテンプレート画像の位相成分
と、低域抽出ステップにおいて抽出された入力画像の位
相成分との位相成分差に基づいて、入力画像中のマーク
の位置を検出してもよい。
【００３２】位置検出方法は、テンプレート画像を周波
数成分に変換した場合の振幅の値に基づいて定めた周波
数における位相成分を当該周波数に対応づけて保持する
テンプレート周波数保持ステップをさらに備えてもよ
く、位相成分差算出ステップは、入力画像を周波数成分
に変換した場合の位相成分のうち、テンプレート周波数
保持ステップにおいて保持された周波数に対応する周波
数の位相成分と、テンプレート周波数保持ステップにお
いて保持されたテンプレート画像の位相成分との位相成
分差を周波数ごとに算出してよい。
【００３３】位置検出方法は、テンプレート画像を２次
元離散フーリエ変換により周波数成分に変換する変換ス
テップをさらに備えてもよい。位置検出方法は、テンプ
レート画像を周波数成分に変換した場合の位相成分を周
波数に対応づけて保持するテンプレート画像保持ステッ
プをさらに備えてもよい。位置検出方法は、テンプレー
ト画像が、一辺がそれぞれ２のｎ乗（ｎは正の整数）の
画素数を持つようにテンプレート画像を選択するステッ
プをさらに備えてもよい。位置検出方法は、テンプレー
ト画像の端部の画素値が実質的に等しくなるように、テ
ンプレート画像の画素値を補正する補正ステップをさら
に備えてもよい。
【００３４】位置検出方法は、テンプレート画像の逆周
波数特性を持つテンプレート逆画像を保持するテンプレ
ート画像保持ステップと、テンプレート逆画像と入力画
像との畳込み積分画像を形成する畳込み積分画像形成ス
テップと、畳込み画像を所定の位置を基準として周波数
成分に変換する変換ステップとをさらに備えてもよく、
位相成分差算出ステップは、畳込み画像中の基準位置か
らの位相成分を位相成分差として算出してよい。
【００３５】位置検出方法は、テンプレート画像を２次
元離散フーリエ変換により周波数成分に変換する変換ス
テップと、変換したテンプレート画像の周波数成分の逆
数を求め、逆数を２次元離散フーリエ変換することによ
りテンプレート逆画像を形成する逆変換ステップとを備
えてもよい。
【００３６】本発明の第３の形態によると、テンプレー
ト画像に近似したマークを有する電子部品を搬送する電
子部品搬送装置であって、マークの画像を入力画像とし
て撮像する入力画像撮像手段と、マークの位置を入力画
像から検出する位置検出装置と、位置検出装置により検
出されたマークの位置に基づいて、電子部品を吸着し、
電子部品を移動する電子部品移動手段とを備える電子部
品搬送装置を提供する。 位置検出装置は、テンプレー
ト画像中の所定の位置を基準としてテンプレート画像を
周波数成分に変換した場合の位相成分と、入力画像中の
所定の位置を基準として入力画像を周波数成分に変換し
た場合の位相成分との位相成分差を周波数ごとに算出す
る位相差算出手段と、位相差算出手段が算出した位相成
分差を変換した位相インパルス応答関数に基づいて、入
力画像中のマークの位置を検出するマーク位置検出手段
とを有することを特徴とする。
【００３７】本発明の第４の形態によると、ウェハに電
子ビームによりパターンを露光する電子ビーム露光装置
であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、
ウェハを載置するウェハステージと、ウェハ又はウェハ
ステージのいずれか一方に設けられ、ウェハの位置を検
出するためのテンプレート画像に近似したマークの画像
を入力画像として撮像する入力画像撮像手段と、マーク
の位置を入力画像から検出する位置検出装置とを備える
電子ビーム露光装置を提供する。位置検出装置は、テン
プレート画像中の所定の位置を基準としてテンプレート
画像を周波数成分に変換した場合の位相成分と、入力画
像中の所定の位置を基準として入力画像を周波数成分に
変換した場合の位相成分との位相成分差を周波数ごとに
算出する位相差算出手段と、位相差算出手段が算出した
位相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基づい
て、入力画像中のマークの位置を検出するマーク位置検
出手段とを有することを特徴とする。
【００３８】電子ビーム露光装置は、位置検出装置によ
り検出されたマークの位置に基づいて、ウェハステージ
を移動するウェハステージ移動手段をさらに備えてもよ
い。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。
【００３９】
【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。
【００４０】図１は、本発明の第１実施形態に係る位置
検出装置を示すブロック図である。位置検出装置１０
は、テンプレート画像に近似したマークの位置を入力画
像から検出する。位置検出装置１０は、ウェハ、ウェハ
ステージ又は大規模集積回路（ＬＳＩ）等のＩＣ、又は
ＩＣパッケージ等の電子部品の画像を入力画像として撮
影する撮像装置１２と、撮像装置１２が撮影した入力画
像をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ１４と、入力画像を一時的に保持する入力画像
メモリ１６と、予め撮影したテンプレート画像を保持す
るテンプレート画像保持部１８と、位置検出装置１０の
動作を制御する制御部２０と、制御プログラムなどを格
納するプログラム格納部２２と、演算途中のデータ等を
一時的に保持するデータメモリ２４と、入力画像からテ
ンプレート画像に近似したマークの位置を検出するため
の算出処理を行う算出処理部３０と、入力画像又はテン
プレート画像を表示する表示装置７０と、例えばＣＰＵ
等の制御部２０、例えばＲＯＭ等のプログラム格納部２
２、例えばＲＡＭ等のデータメモリ２４、算出処理部３
０及び表示装置７０を接続して各装置間のデータを伝送
するバス（ＢＵＳ）７２とを有する。
【００４１】テンプレート画像保持部１８は、例えばハ
ードディスク等の記憶装置である。テンプレート画像保
持部１８は、テンプレート画像のデジタルデータを保持
するのが好ましい。また、テンプレート画像保持部１８
は、テンプレート画像を所定の位置を基準として周波数
成分に変換した場合の位相成分を周波数に対応づけて記
憶してもよい。テンプレート画像保持部１８が保持する
テンプレート画像は、一辺がそれぞれ２のｎ乗（ｎは正
の整数）の画素数を持つのが好ましい。
【００４２】図２は、図１に示した算出処理部３０を示
すブロック図である。算出処理部３０は、入力画像分割
手段３２と、比較領域選択手段３４と、補正手段３６
と、変換手段３８と、帯域抽出フィルタ４０と、位相差
算出手段４２と、マーク位置検出手段５０とを有する。
【００４３】入力画像分割手段３２は、入力画像を分割
する。入力画像分割手段３２は、予備領域がテンプレー
ト画像よりも小さくなるように入力画像を分割するのが
好ましい。また、入力画像分割手段３２は、分割された
各予備領域が、互いに重複しないように入力画像を分割
してよい。
【００４４】比較領域選択手段３４は、入力画像から、
テンプレート画像と実質的に等しい大きさの比較領域を
選択する。比較領域選択手段３４は、入力画像分割手段
３２が分割した入力画像の各予備領域を所定の位置にそ
れぞれ含むように比較領域を選択するのが好ましい。比
較領域選択手段３４は、各予備領域が比較領域の中心に
位置するように比較領域を選択するのが好ましい。ま
た、比較領域選択手段３４は、入力画像から複数の比較
領域を選択してよい。
【００４５】補正手段３６は、入力画像の画素値を補正
する。比較領域選択手段３４が入力画像から比較領域を
選択した場合、補正手段３６は、比較領域の端部の画素
値が実質的に等しくなるように、比較領域の画素値を補
正する。補正手段３６は、テンプレート画像の画素値を
補正してもよい。
【００４６】変換手段３８は、入力画像中の所定の位置
を基準として、入力画像を周波数成分に変換する。変換
手段３８は、フーリエ変換により入力画像を周波数成分
に変換してよい。変換手段３８は、２次元離散フーリエ
変換により入力画像を周波数成分に変換するのが好まし
い。２次元離散フーリエ変換は高速フーリエ変換であっ
てよい。本実施形態において、変換手段３８は、高速フ
ーリエ変換により入力画像を周波数成分に変換する。
【００４７】比較領域選択手段３４が入力画像から比較
領域を選択した場合、変換手段３８は、比較領域におけ
る所定の位置を基準として、その比較領域を周波数成分
に変換する。この場合、変換手段３８は、テンプレート
画像中の基準となる所定の位置に対応する座標を比較領
域における所定の位置として、比較領域を周波数成分に
変換するのが好ましい。比較領域選択手段３４が入力画
像から複数の比較領域を選択した場合、変換手段３８
は、複数の比較領域をそれぞれ周波数成分に変換する。
また同様に、変換手段３８は、テンプレート画像中の所
定の位置を基準として、テンプレート画像を周波数成分
に変換してよい。本実施形態において、変換手段３８
は、高速フーリエ変換によりテンプレート画像を周波数
成分に変換する。
【００４８】帯域抽出フィルタ４０は、入力画像の周波
数成分から、所定の帯域の周波数成分を抽出する。本実
施形態において、帯域抽出フィルタ４０は、所定の周波
数以下の周波数成分を抽出する低域抽出フィルタであ
る。帯域抽出フィルタ４０は、入力画像の周波数成分か
ら、所定の周波数帯域の周波数成分の位相成分のみを抽
出してもよい。
【００４９】また、他の例において、帯域抽出フィルタ
４０は、テンプレート画像を周波数成分に変換した場合
の振幅に基づいて、抽出すべき位相成分差の周波数帯域
を選択してもよい。例えば、帯域抽出フィルタ４０は、
テンプレート画像の周波数成分の振幅が大きい順に所定
の数の周波数帯域を選択してもよい。また、例えば、帯
域抽出フィルタ４０は、テンプレート画像の振幅が所定
の値以上である周波数帯域を選択してもよい。帯域抽出
フィルタ４０は、入力画像の周波数成分から、このよう
にして選択した周波数帯域の周波数成分の位相成分のみ
を抽出してよい。この場合、帯域抽出フィルタ４０は、
テンプレート画像のマークの形状に応じて抽出すべき周
波数帯域を選択するので、位相インパルス応答関数の精
度を向上できる。このように、帯域抽出フィルタ４０
は、所定の周波数以下の周波数成分のみを抽出する低域
通過フィルタに限られない。また、この場合、テンプレ
ート画像保持部１８は、帯域抽出フィルタ４０が選択し
た周波数帯域のテンプレート画像の周波数成分を当該周
波数帯域に対応づけて保持してもよい。テンプレート画
像保持部１８は、帯域抽出フィルタ４０が選択した周波
数帯域のテンプレート画像の周波数成分の位相成分のみ
を当該周波数帯域に対応づけて保持してもよい。
【００５０】位相差算出手段４２は、入力画像の周波数
成分の位相成分とテンプレート画像の周波数成分の位相
成分との位相成分差を周波数ごとに算出する。比較領域
選択手段３４が入力画像から複数の比較領域を選択した
場合、位相差算出手段４２は、比較領域ごとにテンプレ
ート画像の位相成分との位相成分差を算出する。位相差
算出手段４２は、テンプレート画像の周波数成分を基準
とした入力画像の周波数応答関数に基づいて、位相成分
差を算出するのが好ましい。
【００５１】マーク位置検出手段５０は、位相差算出手
段４２が算出した位相成分差に基づいて、入力画像中の
マークの位置を検出する。マーク位置検出手段５０は、
逆変換手段５２と、座標検出手段５４と、比較領域検出
手段５６と、マーク判断手段５８とを有する。
【００５２】逆変換手段５２は、位相差算出手段４２が
算出した位相成分差を変換して位相インパルス応答関数
を算出する。逆変換手段５２は、フーリエ逆変換により
位相インパルス応答関数を算出してよい。逆変換手段５
２は、２次元離散フーリエ逆変換により位相インパルス
応答関数を算出するのが好ましい。２次元離散フーリエ
逆変換は、高速フーリエ変換であってよい。本実施形態
において、逆変換手段５２は、高速フーリエ逆変換によ
り位相インパルス応答関数を算出する。
【００５３】座標検出手段５４は、所定の条件を満たす
位相インパルス応答関数値を与える座標を入力画像から
検出する。比較領域選択手段３４が入力画像から複数の
比較領域を選択した場合、比較領域検出手段５６は、所
定の条件を満たす位相インパルス応答関数値を与える座
標を含む比較領域を検出する。
【００５４】マーク判断手段５８は、比較領域における
位相インパルス応答関数値を所定の閾値と比較すること
により、マークが当該比較領域に含まれるか否かを判断
する。マーク判断手段５８は、比較領域における位相イ
ンパルス応答関数値を所定の閾値と比較して、位相イン
パルス応答関数値が閾値よりも大きいときに、マークが
当該比較領域に含まれると判断してもよい。マーク判断
手段５８が複数の比較領域の全てにマークが含まれない
と判断した場合、入力画像分割手段３２は、異なる位置
で再度予備領域を分割してもよい。
【００５５】マーク判断手段５８が複数の比較領域の全
てにマークが含まれないと判断した場合、マーク判断手
段５８は、入力画像にマークが含まれないことを制御部
２０に通知する。これにより、入力画像にマークが含ま
れない場合に、誤った位置をマークの位置と判断して、
ウェハへの処理を行うのを防ぐことができる。
【００５６】また、他の例において、座標検出手段５４
は、比較領域における位相インパルス応答関数値のう
ち、所定の領域における位相インパルス応答関数値のみ
を抽出する手段と、抽出した位相インパルス応答関数値
から所定の条件を満たす位相インパルス応答関数値を選
択する手段とをさらに有してもよい。この場合、座標検
出手段５４は、選択した位相インパルス応答関数値を与
える座標を検出する。ここで、所定の領域とは、例えば
比較領域において、補正手段３６による補正の影響を受
けていない領域のことをいう。
【００５７】図３は、本実施形態における位置検出装置
１０が入力画像からテンプレート画像に近似したマーク
の位置を検出するステップを示すフローチャートであ
る。まず、入力画像分割手段３２は、入力画像を分割し
て予備領域を形成する（Ｓ１１０）。入力画像がテンプ
レート画像と実質的に等しい大きさの場合、このステッ
プは省略してよい。
【００５８】次に、比較領域選択手段３４は、各予備領
域を所定の位置にそれぞれ含むようにして、テンプレー
ト画像と実質的に同じ大きさの比較領域を入力画像から
選択する（Ｓ１２０）。補正手段３６は、比較領域の端
部の画素値が実質的に等しくなるように、比較領域の画
素値を補正する（Ｓ１３０）。変換手段３８は、高速フ
ーリエ変換により比較領域を周波数成分に変換する（Ｓ
１４０）。
【００５９】本実施形態において、補正手段３６は、ス
テップ１３０において、比較領域の端部の画素値が実質
的に等しくなるように、テンプレート画像の画素値を補
正してもよい。また、変換手段３８は、ステップ１４０
において、高速フーリエ変換によりテンプレート画像を
周波数成分に変換してもよい。他の例において、テンプ
レート画像保持部１８は、予め画素値が補正され、周波
数成分に変換されたテンプレート画像のデータを保持し
ていてもよい。
【００６０】位相差算出手段４２は、比較領域の周波数
成分の位相成分とテンプレート画像の周波数成分の位相
成分との位相成分差を周波数ごとに算出する（Ｓ１５
０）。帯域抽出フィルタ４０は、位相差算出手段４２が
算出した位相成分差のうち、所定の周波数帯域以下の周
波数成分の位相成分差のみを抽出する（Ｓ１６０）。逆
変換手段５２は、位相差算出手段４２が算出した位相成
分差を変換して位相インパルス応答関数を算出する。
（Ｓ１７０）。マーク位置検出手段５０は、位相インパ
ルス応答関数に基づいて、入力画像中のマークの位置を
検出する（Ｓ１８０）。
【００６１】以下に、図３のフローチャートに示した各
ステップを詳細に説明する。図４は、本実施形態におけ
る位置検出装置１０が入力画像からテンプレート画像に
近似したマークの位置を検出する処理の第１実施例を示
す模式図である。
【００６２】本実施例において、入力画像１１０はテン
プレート画像１００と実質的に等しい大きさである。テ
ンプレート画像１００はマーク１０２を含む。入力画像
１１０はテンプレート画像１００に含まれるマーク１０
２に近似したマーク１１２を含む。
【００６３】補正手段３６は、入力画像１１０の上端と
下端の画素値及び左端と右端の画素値がそれぞれ実質的
に等しくなるように入力画像１１０に２次元の窓関数を
適用する。補正手段３６は、コサイン・テーパ窓（Ｔｕ
ｋｅｙ窓）を用いて入力画像１１０の画素値を補正する
のが好ましい。本実施形態において、補正手段３６は、
矩形線対称の２次元コサイン・テーパ窓を用いて入力画
像１１０の画素値を補正する。ここで、矩形線対称の２
次元コサイン・テーパ窓とは、例えば窓のサイズをＱ×
Ｒとしたときに、窓の中央の矩形領域０≦｜ｑ｜≦（１
−α）Ｑ／２かつ０≦｜ｒ｜≦（１−α）Ｒ／２で振幅
１．０となり、この矩形領域の外側の窓の端に近づくに
従って振幅が余弦波状に減衰してほぼゼロとなるように
画素値を補正する窓関数である。補正手段３６は、αの
値を調整して矩形領域のサイズを設定するのが好まし
い。補正手段３６は入力画像と同様に、テンプレート画
像の画素値を補正するのが好ましい。
【００６４】このように、補正手段３６が入力画像１１
０の端部の画素値が等しくなるように画素値を補正する
ので、変換手段３８が入力画像１１０を周波数成分に変
換する際に、入力画像１１０における画素値を連続的に
変化させることができ、画素値の不連続から生じるスプ
リアスを減少することができる。
【００６５】変換手段３８は、テンプレート画像１００
及び入力画像１１０をｍ軸及びｎ軸の原点（０，０）を
基準として、それぞれ高速フーリエ変換（ＤＦＴ）によ
り周波数成分に変換する。本実施例において、変換手段
３８は、次式によりテンプレート画像を高速フーリエ変
換する。
【数１】 Ｔ（ｋ，ｌ）はテンプレート画像を高速フーリエ変換し
た周波数成分、Ｘ（ｋ，ｌ）は入力画像を高速フーリエ
変換した周波数成分を示す。ｔ（ｍ，ｎ）はテンプレー
ト画像１００の座標（ｍ，ｎ）におけるテンプレート画
像１００の画素値、ｘ（ｍ，ｎ）は入力画像１１０の座
標（ｍ，ｎ）における入力画像の画素値を示す。
【００６６】テンプレート画像の高速フーリエ変換Ｔ
（ｋ，ｌ）及び入力画像の高速フーリエ変換Ｘ（ｋ，
ｌ）は、それぞれグラフ１２０及びグラフ１２２に示さ
れるように周波数に対する振幅及び位相成分で表され
る。位相差算出手段４２は、テンプレート画像の高速フ
ーリエ変換Ｔ（ｋ，ｌ）の位相成分と入力画像の高速フ
ーリエ変換Ｘ（ｋ，ｌ）の位相成分との位相成分差を算
出する。グラフ１２４は、位相差算出手段４２が算出し
た位相成分差を示す。位相差算出手段４２は、次式によ
り、入力画像の高速フーリエ変換Ｘ（ｋ，ｌ）とテンプ
レート画像の高速フーリエ変換Ｔ（ｋ，ｌ）との周波数
応答関数Ｈ（ｋ，ｌ）を算出する。
【数２】
【００６７】位相差算出手段４２は、周波数応答関数Ｈ
（ｋ，ｌ）から位相成分θＨ（ｋ，ｌ）を抽出する。こ
こで、ＡＲＧ［Ｈ（ｋ，ｌ）］は位相成分の主値をあら
わす。
【数３】 逆変換手段５２は、位相成分θＨ（ｋ，ｌ）を用いて、
次式により、高速フーリエ逆変換（ＩＤＦＴ）して位相
インパルス応答関数ｈｐｈａｓｅ（ｍ，ｎ）を算出す
る。
【数４】 入力画像１１０にマーク１１２が含まれるとき、入力画
像１１０におけるマーク１１２とテンプレート画像１０
０におけるマーク１０２の位置とのずれを表す座標
（ｍ，ｎ）の位相インパルス応答関数ｈ
ｐｈａｓｅ（ｍ，ｎ）の値が大きくなる。画像１３０
は、位相インパルス応答関数値を示す。画像１３０にお
いて、テンプレート画像１００におけるマーク１０２の
座標に対する入力画像１１０におけるマーク１１２の座
標のずれ量を示す座標に位相インパルス応答関数値のピ
ークがあらわれる。
【００６８】逆変換手段５２は、位相成分差のみを変換
した位相インパルス応答関数に基づいて入力画像からマ
ークの位置を検出するので、入力画像の輝度分布の変化
やマークの変形の影響を最小限にして精度よく入力画像
からマークの位置を検出できる。
【００６９】座標検出手段５４は、位相インパルス応答
関数のピークを、例えば、入力画像中で、位相インパル
ス応答関数値が最大となる座標を所定の条件を満たす座
標として検出してもよい。また、座標検出手段５４は、
インパルス応答関数値の絶対値が最大である座標を検出
してもよい。
【００７０】座標検出手段５４は、各位相インパルス応
答関数値が正であるか負であるかを判断する手段をさら
に有してもよい。例えば座標検出手段５４が、位相イン
パルス応答関数の絶対値が最大である座標における位相
インパルス応答関数が負であると判断した場合、座標検
出手段５４は、位相インパルス応答関数と所定値との差
の絶対値が最大である座標を検出してもよい。また、座
標検出手段５４は、位相インパルス応答関数が極値であ
る座標を検出してもよい。
【００７１】座標検出手段５４が各位相インパルス応答
関数値が正であるか負であるかを判断する手段を有すれ
ば、例えば、入力画像のマークが反転して位相インパル
ス応答関数の値が負となる場合であっても、入力画像中
のマークの位置を正確に検出することができる。
【００７２】図５は、位相インパルス応答関数がテンプ
レート画像におけるマークと入力画像におけるマークの
ずれを表すことを示す模式図である。図５（ａ）は、テ
ンプレート画像１００を示す。図５（ｂ）は、入力画像
１１０を示す。図５（ｃ）は、位相インパルス応答関数
を示す。位相インパルス応答関数は、テンプレート画像
１００中のマーク１０２を基準とした場合の入力画像１
１０中のマーク１１２の位置を示す座標において、ピー
クを有する。位相インパルス応答関数のピークは、図５
（ｂ）に示すように、テンプレート画像１００と入力画
像１１０とのそれぞれに含まれる基準点を一致させて重
ねた場合の、テンプレート画像１００のマーク１０２か
らの入力画像１１０のマーク１１２のずれ量と等しい。
【００７３】図５（ｄ）及び５（ｅ）は、入力画像１１
０におけるマーク１１２の位置がテンプレート画像１０
０におけるマーク１０２の位置よりも基準点に近い位置
にある場合のテンプレート画像１００及び入力画像１１
０をそれぞれ示す。この場合、図５（ｆ）に示すよう
に、位相インパルス応答関数のピークの座標は負のベク
トルを持つ。座標検出手段５４は、テンプレート画像１
００におけるマーク１０２の位置と、検出された位相イ
ンパルス応答関数のピークの座標とに基づいて位相イン
パルス応答関数のベクトルの正負を判断する。位置検出
装置１０は、基準点に近い位置にマーク１０２を含むよ
うにテンプレート画像１００を選択する手段をさらに備
えてもよい。
【００７４】図６は、本実施形態における位置検出装置
１０が入力画像からテンプレート画像に近似したマーク
の位置を検出する処理の第２実施例を示す模式図であ
る。本実施例において、入力画像１１０はテンプレート
画像１００と実質的に等しい大きさである。また、テン
プレート画像１００はマーク１０２を含む。入力画像１
１０はテンプレート画像１００に含まれるマーク１０２
に近似したマーク１１２を含む。
【００７５】本実施例においては、変換手段３８は、予
めテンプレート画像を周波数成分に変換する。その後、
テンプレート画像保持部１８は、テンプレート画像の位
相成分を各周波数に対応づけて保持する。位置検出装置
１０は、外部装置により予め周波数成分に変換されたテ
ンプレート画像の位相成分を周波数に対応づけたデータ
を入力し、テンプレート画像保持部１８に保持させても
よい。
【００７６】変換手段３８は、第１実施例と同様に、入
力画像を周波数成分に変換する。位相差算出手段４２
は、テンプレート画像保持部１８が保持するテンプレー
ト画像の位相成分と入力画像の位相成分との位相成分差
を算出する。逆変換手段５２は、位相差算出手段４２が
算出した位相成分差を位相インパルス応答関数に変換す
る。
【００７７】図７は、本実施形態における位置検出装置
１０が入力画像からテンプレート画像に近似したマーク
の位置を検出する処理の第３実施例を示す模式図であ
る。本実施例において、入力画像１１０がテンプレート
画像１００よりも大きい場合に、位置検出装置１０が入
力画像からマークの位置を検出する処理を説明する。
【００７８】本実施例において、例えば、入力画像分割
手段３２は、予備領域ｉ１〜ｉ１６がテンプレート画像
よりも小さくなるように入力画像１１０を分割する。比
較領域選択手段３４は、予備領域ｉ１〜ｉ１６をそれぞ
れ中心に含むように、比較領域１１４を選択する。
【００７９】比較領域選択手段３４はさらに、比較領域
の画素数を調整する手段を有してもよい。比較領域選択
手段３４は、例えば予備領域ｉ１を含む領域を選択する
場合は、画素値がゼロの画素を付加して比較領域の画素
数をテンプレート画像の画素数と同じにする。比較領域
選択手段３４が、テンプレート画像と実質的に等しい大
きさの選択領域を選択するので、変換手段３８は、各選
択領域をフーリエ変換により周波数成分に変換すること
ができる。
【００８０】また、比較領域選択手段３４は、一辺がそ
れぞれ２のｍ乗（ｍは正の整数）の画素数を持つように
比較領域を選択するのが好ましい。この場合も比較領域
選択手段３４の画素数を調整する手段は、選択する比較
領域一辺がそれぞれ２のｍ乗（ｍは正の整数）の画素数
を持つように、画素値がゼロの画素を付加して比較領域
の画素数を調整する。
【００８１】比較領域選択手段３４が一辺がそれぞれ２
のｍ乗となるように比較領域を選択するので、変換手段
３８は、各比較領域を高速フーリエ変換により周波数成
分に変換できる。そのため、算出処理部３０は、より迅
速に入力画像からマークの位置を検出することができ
る。
【００８２】補正手段３６は、第１実施例と同様に矩形
線対称の２次元コサイン・テーパ窓を用いて、比較領域
の上端と下端の画素値及び左端と右端の画素値がそれぞ
れ実質的に等しくなるように比較領域の画素値を補正す
る。この場合、補正手段３６は、矩形領域が予備領域ｉ
１〜ｉ１６よりも大きくなるようにαの値を調整するの
が好ましい。さらに、補正手段３６は、選択された比較
領域に画素値がゼロの画素が付加されている場合は、付
加された画素が矩形領域に含まれないようにαの値を調
整するのが好ましい。また、補正手段３６は、窓のサイ
ズが比較領域と実質的に等しい大きさになるようにＱ及
びＲの値を設定する。補正手段３６が、付加された画素
が矩形領域に含まれないようにαの値を調整するので、
比較領域に画素値がゼロの画素を付加した場合でも、画
像の連続性を保つことができる。補正手段３６は、比較
領域と同様に、テンプレート画像の上端と下端の画素値
及び左端と右端の画素値がそれぞれ実質的に等しくなる
ように、テンプレート画像の画素値を補正してもよい。
【００８３】ここで、比較領域選択手段３４がテンプレ
ート画像よりも小さい予備領域を含むように各比較領域
を選択するので、入力画像はオーバーラップして比較領
域に分割されることになる。そのため、比較領域選択手
段３４は、ある比較領域においてマークが分断されてい
ても、他の比較領域においてマーク全体が含まれるよう
に入力画像を分割することができる。また、比較領域選
択手段３４は、ある比較領域においてマークが端部に位
置している場合であっても、他の比較領域においてマー
クが中央部に位置するように入力画像を分割することが
できる。そのため、補正手段３６が比較領域の端部の画
素値を補正しても、マークが中央部に位置する比較領域
における位相インパルス応答関数を用いて、入力画像か
らマークの位置を正確に検出することができる。
【００８４】変換手段３８は、第１実施例と同様に、テ
ンプレート画像１００及び比較領域１１４を周波数成分
に変換する。位相差算出手段４２は、テンプレート画像
の位相成分と入力画像の位相成分との位相成分差を算出
する。本実施形態において、帯域抽出フィルタ４０は、
周波数ｋ＝５６以下の周波数成分のみの位相成分を抽出
する。
【００８５】他の例において、帯域抽出フィルタ４０は
テンプレート画像１００及び比較領域の周波数成分のう
ち所定の周波数以下の周波数成分のみをそれぞれ抽出
し、位相差算出手段４２は、帯域抽出フィルタ４０が抽
出したテンプレート画像及び比較領域の周波数成分の位
相成分の位相成分差を算出してもよい。
【００８６】帯域抽出フィルタ４０が所定の周波数以下
の周波数成分のみを抽出するため、マーク以外の、例え
ば回路パターン等の形状により生じた周波数成分の影響
を除去することができる。また、高い周波数を有し、ラ
ンダムに発生する雑音を除去することができるため、位
相インパルス応答関数の精度を向上できる。
【００８７】逆変換手段５２は、位相差算出手段４２が
算出した位相成分差をインパルス応答関数に変換する。
比較領域選択手段３４が比較領域の画素数が一辺がそれ
ぞれ２のｍ乗となるように比較領域を選択するので、逆
変換手段５２は、高速フーリエ逆変換により位相インパ
ルス応答関数を算出できる。そのため、算出処理部３０
は、より迅速に入力画像からマークの位置を検出するこ
とができる。
【００８８】座標検出手段５４は、選択された比較領域
１１４において位相インパルス応答関数値が最大となる
座標を検出する。比較領域検出手段５６は、複数の比較
領域における位相インパルス応答関数値のうち、最大値
を持つ位相インパルス応答関数を含む比較領域を検出す
る。マーク判断手段５８は、比較領域検出手段５６が検
出した比較領域における位相インパルス応答関数値の最
大値を所定値と比較する。そして、比較領域検出手段５
６は、位相インパルス応答関数値の最大値が所定値より
大きい場合にマーク１１２が当該比較領域に含まれると
判断する。
【００８９】比較領域検出手段５６は、位相インパルス
応答関数値の最大値が所定値より小さい場合には、マー
ク１１２が当該比較領域に含まれないと判断する。この
場合、入力画像分割手段３２は、入力画像１１０を最初
の予備領域とは異なる範囲で予備領域を分割してもよ
い。位置検出装置１０は、同様の処理を繰り返し、位相
インパルス応答関数値の最大値が所定値より大きくなる
座標を検出する。位相インパルス応答関数値が所定値よ
り大きくなる座標が検出できない場合は、座標検出手段
５４は、制御部２０に入力画像１１０中にマークが含ま
れないことを通知する。
【００９０】逆変換手段５２は、位相成分差のみを変換
した位相インパルス応答関数に基づいて入力画像からマ
ークの位置を検出するので、入力画像の輝度分布の変化
やマークの変形の影響を最小限にして精度よく入力画像
からマークの位置を検出できる。
【００９１】他の例において、座標検出手段５４は、位
相インパルス応答関数を示す画像から所定の領域のみを
選択してもよい。本実施例においては、補正手段３６が
比較領域の端部の画素値を補正しているため、比較領域
の端部における画素変化により生じる位相インパルス応
答関数値のピークは信頼性が低い。従って、座標検出手
段５４は、補正手段３６が比較領域に補正を施す領域に
基づいて、位相インパルス応答関数値を示す画像から信
頼性の高いピークを与える領域を選択する。座標検出手
段５４は、このようにして選択した領域を他の比較領域
から選択した領域と合成して入力画像と実質的に等しい
大きさの位相インパルス応答関数を示す画像を形成して
もよい。この場合、座標検出手段５４は、合成した位相
インパルス応答関数を示す画像から、位相インパルス応
答関数値が最大となる座標を検出する。座標検出手段５
４が、位相インパルス応答関数を示す画像から所定の領
域を選択して、選択した領域から位相インパルス応答関
数値が最大となる座標を検出するので、入力画像から効
率よくマークの位置を検出することができる。
【００９２】図８は、位置検出装置に含まれる算出処理
部３０の他の例を示すブロック図である。算出処理部３
０は、入力画像分割手段３２と、比較領域選択手段３４
と、補正手段３６と、変換手段３８と、帯域抽出フィル
タ４０と、位相差算出手段４２と、マーク位置検出手段
５０と、逆数算出手段１４４と、畳込み積分画像形成手
段１４６とを有する。図２に示した構成要素と同一の符
号を持つ構成要素は、図２に示した算出処理部３０にお
ける構成要素と同様の機能を有する。逆数算出手段１３
８は、テンプレート画像の周波数成分の逆数を求める。
畳込み積分画像形成手段１４６は、テンプレート画像の
逆周波数特性を持つテンプレート逆画像と入力画像との
畳込み積分画像を形成する。
【００９３】次に、本実施例において、算出処理部３０
がテンプレート逆画像を形成する手順を示す。まず、補
正手段３６は、テンプレート画像保持部１８に保持され
たテンプレート画像の端部の画素値を補正する。変換手
段３８は、テンプレート画像の画素値を高速フーリエ変
換により周波数成分に変換する。逆数算出手段１３８
は、変換したテンプレート画像の周波数成分の逆数を算
出する。逆変換手段５２は、逆数算出手段１３８が算出
した逆数を高速フーリエ逆変換してテンプレート逆画像
を形成する。
【００９４】テンプレート画像保持部１８は、テンプレ
ート逆画像を記憶する。畳込み積分画像形成手段１４６
は、テンプレート画像保持部１８に保持されたテンプレ
ート逆画像と入力画像との畳込み積分画像を形成する。
変換手段３８は、畳込み画像を、畳込み画像中の所定の
位置を基準として、畳込み画像を周波数成分に変換す
る。位相差算出手段４２は、変換手段３８が変換した畳
込み画像の位相成分を位相成分差として算出する。逆変
換手段５２は、第１実施例と同様に、位相差算出手段４
２が算出した位相成分差を位相インパルス応答関数に変
換する。
【００９５】逆変換手段５２は、位相成分差のみを変換
した位相インパルス応答関数に基づいて入力画像からマ
ークの位置を検出するので、入力画像の輝度分布の変化
やマークの変形の影響を最小限にして精度よく入力画像
からマークの位置を検出できる。
【００９６】図９は、本発明の第２実施形態に係る電子
部品搬送装置を示すブロック図である。電子部品搬送装
置２００は、例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）等のＩ
Ｃ、又はＩＣパッケージ等の電子部品の製造工程におい
て、これらの電子部品を次の工程を行う装置に搬送す
る。また、電子部品搬送装置２００は、電子部品の製造
工程において、電子部品の性能を試験するために電子部
品をテスタまで搬送したり、試験が終了した電子部品を
もとのトレイに戻したりする。
【００９７】電子部品搬送装置２００は、マークの位置
を入力画像から検出する位置検出装置１０と、位置検出
装置１０により検出されたマークの位置に基づいて、電
子部品を吸着し、電子部品を移動する電子部品移動手段
２０２とを有する。位置検出装置１０は、第１実施形態
において図１から図８を参照して説明したのと同様の構
成及び機能を有する。電子部品移動手段２０２は、電子
部品を保持する手段と、電子部品を移動する手段とを有
するのが好ましい。
【００９８】本実施形態において、電子部品搬送装置２
００は、位置検出装置１０を有するので、位相インパル
ス応答関数に基づいて入力画像からマークの位置を検出
する。そのため、入力画像の輝度分布の変化やマークの
変形の影響を最小限にして精度よく入力画像からマーク
の位置を検出でき、電子部品の搬送を精度よく迅速に行
うことができる。
【００９９】図１０は、本発明の第３実施形態に係る電
子ビーム露光装置３００の構成図である。電子ビーム露
光装置３００は、電子ビームによりウェハ３５０に所定
の露光処理を施すための露光部３０２と、露光部３０２
の各構成の動作を制御する制御系３６０と、位置検出装
置１０とを備える。位置検出装置１０は、第１実施形態
において図１から図８を参照して説明したのと同様の構
成及び機能を有する。
【０１００】露光部３０２は、筐体３０４内部で、電子
ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に整形す
る電子ビーム整形手段３１０と、電子ビーム整形手段３
１０から照射された電子ビームを、ウェハ３５０に照射
するか否かを切替える照射切替手段３３０と、ウェハ３
５０に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整
するウェハ用投影系３４０とを含む電子光学系を備え
る。また、露光部３０２は、ウェハ３５０を載置するウ
ェハステージ３５２と、ウェハステージ３５２を駆動す
るウェハステージ駆動部３５４とを含むステージ系を備
える。本実施形態において、ウェハ３５０又はウェハウ
ェハステージ３５２のいずれか一方に、ウェハの位置を
検出するためのテンプレート画像に近似したマークが設
けられる。
【０１０１】電子ビーム照射系３１０は、電子ビームを
発生させる電子銃３１２と、電子ビームを通過させるこ
とにより、断面形状を整形する矩形形状の開口部を有す
ると、電子ビームを収束し、焦点位置を調整する第１電
子レンズ３１６と、第１整形部材３１４を通過した電子
ビームを偏向する整形偏向部３１８と、第２整形部材３
２０とを有する。整形偏向部３１８は、整形偏向部３１
８により偏向された電子ビームを、第２整形部材３２０
に対して略垂直方向に偏向する手段を更に有してもよ
い。図１０において、電子銃３１２が発生した電子ビー
ムが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビーム
の光軸を、一点鎖線Ａで表現する。
【０１０２】照射切替手段３３０は、電子ビームを偏向
させることにより、電子ビームをウェハ３５０に照射す
るか否かをそれぞれ切替える複数のブランキング電極ア
レイ３３２と、電子ビームを収束し、焦点を調整する第
２電子レンズ３３４と、電子ビームを通過させる開口部
を含み、ブランキング電極アレイ３３２で偏向された電
子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材３３６とを有す
る。電子ビーム遮蔽部材３３６は、円形の開口（ラウン
ドアパーチャ）を有する。ブランキング電極アレイ３３
２は、電子ビームを高速に同期してオン／オフする。具
体的には、電子ビームを電子ビーム遮蔽部材３３６のラ
ウンドアパーチャの外側に当たるように偏向する機能を
有する。すなわち、ブランキング電極アレイ３３２は、
電子ビームの進行方向に対して電子ビーム遮蔽部材３３
６から下流に電子ビームが進行するのを防ぐことができ
る。
【０１０３】ブランキング電極アレイ３３２は、電子ビ
ーム露光装置３００がウェハ３５０に転写するパターン
を変更するとき、又はパターンを露光するウェハ３５０
の領域を変更するとき等、電子ビーム露光装置３００が
ウェハ３５０にパターンを露光する必要がないときは、
電子ビーム遮蔽部材３３６から下流に電子ビームが進行
しないように電子ビームを偏向するのが望ましい。
【０１０４】ウェハ用投影系３４０は、第２整形部材１
２０で形成されたパターンに対応する、ウェハ３５０に
転写されるパターン像の縮小率を調整する第３電子レン
ズ３４２と、ウェハ３５０上の所定の領域に電子ビーム
が照射されるように、電子ビームを偏向する偏向部３４
４と、対物レンズとして機能する第４電子レンズとを有
する。
【０１０５】制御系３６０は、統括制御部３７０及び個
別制御部３８０を備える。個別制御部３８０は、電子ビ
ーム制御部３８２と、電子レンズ制御部３８４と、整形
偏向制御部３８６と、ブランキング電極アレイ制御部３
８８と、偏向制御部３９０と、ウェハステージ制御部３
９２とを有する。統括制御部３７０は、例えばワークス
テーションであって、個別制御部３８０に含まれる各制
御部を統括制御する。
【０１０６】電子ビーム制御部３８２は、電子銃３１２
を制御する。電子レンズ制御部３８４は、第１電子レン
ズ３１６、第２電子レンズ３３４、第３電子レンズ３４
２及び第４電子レンズ３４６に供給する電流を制御す
る。整形偏向制御部３８６は、整形偏向部３１８を制御
する。ブランキング電極アレイ制御部３８８は、ブラン
キング電極アレイ３３２に含まれる偏向電極に印加する
電圧を制御する。偏向制御部３９０は、偏向部３４４を
制御する。ウェハステージ制御部３９２は、位置検出装
置１０が検出したマークの位置に基づいて、ウェハステ
ージ駆動部３５４を制御し、ウェハステージ３５２を所
定の位置に移動させる。
【０１０７】図１０を参照して、本実施形態に係る電子
ビーム露光装置３００の動作を説明する。ウェハステー
ジ３５２上には、露光処理が施されるウェハ３５０が載
置される。電子銃３１２が安定した電子ビームを発生す
るには所定の時間がかかるので、本実施形態において、
電子銃３１２は露光処理期間にわたって常に電子ビーム
を発生する。図中、実線は電子ビームの照射経路を、一
点鎖線は電子ビームの光軸をそれぞれ示す。
【０１０８】位置検出装置１０の撮像装置１２は、ウェ
ハ３５０又はウェハステージ３５２に設けられたマーク
の画像を入力画像として撮像する。位置検出装置１０
は、第１実施形態において説明した位相インパルス応答
関数を用いて入力画像からマークの位置を検出する。そ
して、ウェハステージ制御部３９２は、位置検出装置１
０が検出したマークの位置に基づいて、ウェハステージ
駆動部３５４を制御し、ウェハステージ３５２を移動さ
せて、ウェハ３５０の露光されるべき領域が電子ビーム
の光軸近傍に位置するようにする。
【０１０９】ウェハ３５０への露光の開始前において、
第２整形部材１２０の開口を通過した電子ビームがウェ
ハ３５０に照射されないように、ブランキング電極アレ
イ制御部３８８が、ブランキング電極アレイ３３２を制
御する。
【０１１０】電子レンズ制御部３８４は、電子銃３１２
が発生した電子ビームの焦点位置をウェハ３５０に合わ
せるように第１電子レンズ３１６、第２電子レンズ３３
４、第３電子レンズ３４２及び第４電子レンズ３４６に
供給する電流を制御する。電子銃３１２が発生した電子
ビームは、第１整形部材３１４に照射され、整形され
る。第１整形部材３１４により整形された電子ビームは
第２整形部材３２０に照射される。電子ビームは、第２
整形部材３２０によりウェハ３５０に照射すべき所望の
形状に成形される。第２整形部材３２０において成形さ
れた電子ビームをウェハ３５０に照射すべく、ブランキ
ング電極アレイ制御部３９０は、電子ビームの偏向を停
止するように、ブランキング電極アレイ３３２を制御す
る。ブランキング電極アレイ制御部３８８が、ブランキ
ング電極アレイ３３２による電子ビームの偏向を停止す
る。そして、ブランキング電極アレイ３３２により偏向
されない電子ビームは、第２電子レンズ３３４により電
子ビーム径を縮小されて、電子ビーム遮蔽部材３３６に
含まれるラウンドアパーチャを通過する。
【０１１１】電子ビーム遮蔽部材３３６を通過した電子
ビームは、第３電子レンズ３４２により、パターン像の
縮小率が調整される。それから、電子ビームは、偏向部
３４４により、ウェハ３５０上の所定の領域に照射され
るように偏向される。電子ビームはさらに、第４電子レ
ンズ３４６によって調整されて、ウェハ３５０に照射さ
れる。
【０１１２】所定の露光時間が経過した後、ブランキン
グ電極アレイ制御部３９０は、電子ビームをウェハ３５
０に照射しないようにすべく、電子ビームを偏向させる
ように、ブランキング電極アレイ３３２を制御する。以
上のプロセスにより、ウェハ３５０上の所定の領域に、
パターンが露光される。電子ビーム露光装置３００は、
この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望
の回路パターンを、ウェハ３５０に露光することができ
る。
【０１１３】電子ビーム露光装置３００は、可変矩形を
用いた電子ビーム露光装置であってもよく、また、ブラ
ンキング・アパーチャ・アレイ（ＢＡＡ）・デバイスを
用いた電子ビーム露光装置であってもよい。
【０１１４】本実施形態において、電子ビーム露光装置
３００は、位置検出装置１０を有するので、位相インパ
ルス応答関数に基づいて入力画像からマークの位置を検
出する。そのため、入力画像の輝度分布の変化やマーク
の変形の影響を最小限にして精度よく入力画像からマー
クの位置を検出でき、ウェハ３５０への露光を精度よく
迅速に行うことができる。
【０１１５】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形態に記載の範囲
には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または
改良を加えることができる。そのような変更または改良
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。
【０１１６】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば入力画像の輝度分布の変化やマークの変形の影響
を最小限にして精度よく入力画像からマークの位置を検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を示
すブロック図である。
【図２】図１に示した算出処理部を示すブロック図であ
る。
【図３】本実施形態における位置検出装置が入力画像か
らテンプレート画像に近似したマークの位置を検出する
ステップを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態における位置検出装置１０が入力画
像からテンプレート画像に近似したマークの位置を検出
する処理の第１実施例を示す模式図である。
【図５】位相インパルス応答関数がテンプレート画像に
おけるマークと入力画像におけるマークのずれを表すこ
とを示す模式図である。
【図６】本実施形態における位置検出装置１０が入力画
像からテンプレート画像に近似したマークの位置を検出
する処理の第２実施例を示す模式図である。
【図７】本実施形態における位置検出装置１０が入力画
像からテンプレート画像に近似したマークの位置を検出
する処理の第３実施例を示す模式図である。
【図８】本実施形態における位置検出装置に含まれる算
出処理部の他の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電子部品搬送装置
を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る電子ビーム露光
装置の構成図である。
【符号の説明】
１０…位置検出装置、１２…撮像装置、１４…Ａ／Ｄコ
ンバータ、１６…入力画像メモリ、１８…テンプレート
画像保持部、２０…制御部、２２…プログラム格納部、
２４…データメモリ、３０…算出処理部、３２…入力画
像分割手段、３４…比較領域選択手段、３６…補正手
段、３８…変換手段、４０…帯域抽出フィルタ（低域抽
出フィルタ）、４２…位相差算出手段、５０…マーク位
置検出手段、５２…逆変換手段、５４…座標検出手段、
５６…比較領域検出手段、５８…マーク判断手段、１４
４…逆数算出手段、１４６…畳込み積分画像形成手段、
２００…電子部品搬送装置、２０２…電子部品移動手
段、３００…電子ビーム露光装置、３０２…露光部、３
０４…筐体、３１０…電子ビーム整形手段、３１２…電
子銃（電子ビーム発生部）、３１４…第１整形部材、３
１６…第１電子レンズ、３１８…整形偏向部、３２０…
第２整形部材、３３０…照射切替手段、３３２…ブラン
キング電極アレイ、３３４…第２電子レンズ、３３６…
電子ビーム遮蔽部材、３４０…ウェハ用投影系、３４２
…第３電子レンズ、３４４…偏向部、３４６…第４電子
レンズ、３５０…ウェハ、３５２…ウェハステージ、３
５４…ウェハステージ駆動部、３６０…制御系、３７０
…統括制御部、３８０…個別制御部、３８２…電子ビー
ム制御部、３８４…電子レンズ制御部、３８６…整形偏
向制御部、３８８…ブランキング電極アレイ制御部、３
９０…偏向制御部、３９２…ウェハステージ制御部
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） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｊ ５４１Ｋ Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 BB02 BB27 CC18 CC19 CC20 DD03 DD19 EE03 FF04 FF26 JJ03 JJ26 QQ00 QQ16 QQ25 QQ29 RR02 SS13 UU05 2H097 CA16 KA11 KA18 5F046 CD01 CD05 EB01 ED02 FB14 FC04 5F056 BD05 CC07 FA06

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テンプレート画像に近似したマークの位
    置を入力画像から検出する位置検出装置であって、 前記テンプレート画像中の所定の位置を基準として前記
    テンプレート画像を周波数成分に変換した場合の位相成
    分と、前記入力画像中の所定の位置を基準として前記入
    力画像を周波数成分に変換した場合の位相成分との位相
    成分差を周波数ごとに算出する位相差算出手段と、 前記位相差算出手段が算出した前記位相成分差を変換し
    た位相インパルス応答関数に基づいて、前記入力画像中
    の前記マークの位置を検出するマーク位置検出手段とを
    備えることを特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項２】 前記位相差算出手段は、前記テンプレー
    ト画像を基準とした前記入力画像の周波数応答関数に基
    づいて、前記位相成分差を算出することを特徴とする請
    求項１に記載の位置検出装置。
  3. 【請求項３】 前記マーク位置検出手段は、２次元離散
    フーリエ逆変換により前記位相インパルス応答関数を算
    出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装
    置。
  4. 【請求項４】 前記マーク位置検出手段は、所定の条件
    を満たす位相インパルス応答関数値を与える座標を前記
    入力画像から検出する座標検出手段を有し、前記座標検
    出手段が検出した座標に基づいて、前記マークの位置を
    検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置
    検出装置。
  5. 【請求項５】 前記座標検出手段は、前記位相インパル
    ス応答関数値が最大となる座標を検出することを特徴と
    する請求項４に記載の位置検出装置。
  6. 【請求項６】 前記座標検出手段は、前記インパルス応
    答関数値の絶対値が最大である座標を検出することを特
    徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
  7. 【請求項７】 前記座標検出手段は、前記位相インパル
    ス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大である座標
    を検出することを特徴とする請求項４に記載の位置検出
    装置。
  8. 【請求項８】 前記座標検出手段は、前記位相インパル
    ス応答関数値が極値である座標を検出することを特徴と
    する請求項４に記載の位置検出装置。
  9. 【請求項９】 前記座標検出手段は、前記位相インパル
    ス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大である座標
    を検出することを特徴とする請求項４に記載の位置検出
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記入力画像を前記周波数成分に変換
    する変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
    に記載の位置検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記変換手段は、２次元離散フーリエ
    変換により前記入力画像を前記周波数成分に変換するこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の位置検出装置。
  12. 【請求項１２】 前記入力画像から、前記テンプレート
    画像と実質的に等しい大きさの比較領域を選択する比較
    領域選択手段をさらに備え、 前記変換手段は、前記比較領域において、前記テンプレ
    ート画像中の前記基準となる前記所定の位置に対応する
    座標を前記入力画像中の前記基準となる前記所定の位置
    として前記比較領域を前記周波数成分に変換することを
    特徴とする請求項１０に記載の位置検出装置。
  13. 【請求項１３】 前記入力画像を、前記テンプレート画
    像より小さい予備領域に分割する入力画像分割手段をさ
    らに備え、 前記比較領域選択手段は、各前記予備領域を所定の位置
    にそれぞれ含むように前記比較領域を選択することを特
    徴とする請求項１２に記載の位置検出装置。
  14. 【請求項１４】 前記比較領域の端部の画素値が実質的
    に等しくなるように、前記比較領域の画素値を補正する
    補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１２に
    記載の位置検出装置。
  15. 【請求項１５】 前記補正手段は、前記テンプレート画
    像の端部の画素値が実質的に等しくなるように、前記テ
    ンプレート画像の画素値を補正することを特徴とする請
    求項１４に記載の位置検出装置。
  16. 【請求項１６】 前記比較領域選択手段は、一辺がそれ
    ぞれ２のｍ乗（ｍは正の整数）の画素数を持つように前
    記比較領域を選択することを特徴とする請求項１２に記
    載の位置検出装置。
  17. 【請求項１７】 前記マーク位置検出手段は、 前記位相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基
    づいて、所定の条件を満たす位相インパルス応答関数値
    を与える座標を含む前記比較領域を検出する比較領域検
    出手段をさらに有し、 前記入力画像における前記比較領域の位置と、前記比較
    領域中の前記座標とに基づいて、前記マークの位置を検
    出することを特徴とする請求項１２に記載の位置検出装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記マーク位置検出手段は、 各前記比較領域から所定の領域を選択して、前記所定の
    領域における位相インパルス応答関数値を抽出する手段
    と、 抽出した前記位相インパルス応答関数値から所定の条件
    を満たす前記位相インパルス応答関数値を選択する手段
    とをさらに有し、 選択した前記位相インパルス応答関数値を与える座標を
    検出することを特徴とする請求項１２に記載の位置検出
    装置。
  19. 【請求項１９】 前記マーク位置検出手段は、前記比較
    領域の前記位相成分差を変換した位相インパルス応答関
    数に基づいて、前記比較領域における位相インパルス応
    答関数値を所定の閾値と比較することにより、前記マー
    クが当該比較領域に含まれるか否かを判断するマーク判
    断手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の位
    置検出装置。
  20. 【請求項２０】 所定の帯域以下の周波数成分の前記位
    相成分を抽出する低域抽出フィルタをさらに備え、 前記マーク位置検出手段は、前記低域抽出フィルタが抽
    出した前記テンプレート画像の前記位相成分と前記低域
    抽出フィルタが抽出した前記入力画像の前記位相成分と
    の位相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基づ
    いて、前記入力画像中の前記マークの位置を検出するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  21. 【請求項２１】 前記テンプレート画像を前記周波数成
    分に変換した場合の振幅の値に基づいて定めた周波数に
    おける前記位相成分を当該周波数に対応づけて保持する
    テンプレート画像保持手段をさらに備え、 前記位相差算出手段は、前記入力画像を前記周波数成分
    に変換した場合の前記位相成分のうち、前記テンプレー
    ト画像保持手段が保持する前記周波数に対応する周波数
    の位相成分と、前記テンプレート画像保持手段が保持す
    る前記テンプレート画像の前記位相成分との位相成分差
    を周波数ごとに算出することを特徴とする請求項１に記
    載の位置検出装置。
  22. 【請求項２２】 前記変換手段は、前記テンプレート画
    像を前記周波数成分に変換することを特徴とする請求項
    １０に記載の位置検出装置。
  23. 【請求項２３】 前記テンプレート画像を周波数成分に
    変換した場合の前記位相成分を周波数に対応づけて保持
    するテンプレート画像保持手段をさらに備えることを特
    徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  24. 【請求項２４】 前記テンプレート画像は、一辺がそれ
    ぞれ２のｎ乗（ｎは正の整数）の画素数を持つことを特
    徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  25. 【請求項２５】 前記テンプレート画像の逆周波数特性
    を持つテンプレート逆画像を保持するテンプレート画像
    保持手段と、 前記テンプレート逆画像と前記入力画像との畳込み積分
    画像を形成する畳込み積分手段と、 前記畳込み画像を所定の位置を基準として周波数成分に
    変換する変換手段とをさらに備え、 前記位相差算出手段は、前記畳込み画像の前記周波数成
    分の位相成分を前記位相成分差として算出することを特
    徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  26. 【請求項２６】 テンプレート画像に近似したマークの
    位置を入力画像から検出する位置検出方法であって、 前記テンプレート画像中の所定の位置を基準として前記
    テンプレート画像を周波数成分に変換した場合の位相成
    分と、前記入力画像中の所定の位置を基準として前記入
    力画像を周波数成分に変換した場合の位相成分との位相
    成分差を周波数ごとに算出する位相成分差算出ステップ
    と、 前記位相成分差を位相インパルス応答関数に変換する逆
    変換ステップを有し、前記位相インパルス応答関数に基
    づいて前記入力画像中の前記マークの位置を検出するマ
    ーク位置検出ステップとを備えることを特徴とする位置
    検出方法。
  27. 【請求項２７】 前記位相成分差算出ステップは、前記
    テンプレート画像を基準とした前記入力画像の周波数応
    答関数に基づいて、前記位相成分差を算出することを特
    徴とする請求項２６に記載の位置検出方法。
  28. 【請求項２８】 前記逆変換ステップは、２次元離散フ
    ーリエ逆変換により前記位相インパルス応答関数を算出
    することを特徴とする請求項２６に記載の位置検出方
    法。
  29. 【請求項２９】 前記マーク位置検出ステップは、所定
    の条件を満たす位相インパルス応答関数値を与える座標
    を前記入力画像から検出する座標検出ステップを有し、
    検出された前記座標に基づいて、前記マークの位置を検
    出することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の位
    置検出方法。
  30. 【請求項３０】 前記座標検出ステップは、前記位相イ
    ンパルス応答関数値が最大となる座標を検出することを
    特徴とする請求項２９に記載の位置検出方法。
  31. 【請求項３１】 前記座標検出ステップは、前記インパ
    ルス応答関数値の絶対値が最大である座標を検出するこ
    とを特徴とする請求項２９に記載の位置検出方法。
  32. 【請求項３２】 前記座標検出ステップは、前記位相イ
    ンパルス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大であ
    る座標を検出することを特徴とする請求項２９に記載の
    位置検出方法。
  33. 【請求項３３】 前記座標検出ステップは、前記位相イ
    ンパルス応答関数値が極値である座標を検出することを
    特徴とする請求項２９に記載の位置検出方法。
  34. 【請求項３４】 前記座標検出ステップは、前記位相イ
    ンパルス応答関数値と所定値との差の絶対値が最大であ
    る座標を検出することを特徴とする請求項２９に記載の
    位置検出方法。
  35. 【請求項３５】 前記入力画像を前記周波数成分に変換
    する変換ステップをさらに備えることを特徴とする請求
    項２６に記載の位置検出方法。
  36. 【請求項３６】 前記変換ステップは、２次元離散フー
    リエ変換により前記入力画像を前記周波数成分に変換す
    ることを特徴とする請求項３５に記載の位置検出方法。
  37. 【請求項３７】 前記入力画像から、前記テンプレート
    画像と実質的に等しい大きさの比較領域を選択する比較
    領域選択ステップをさらに備え、前記変換ステップは、
    前記比較領域において、前記テンプレート画像中の前記
    基準となる前記所定の位置に対応する座標を前記入力画
    像中の前記基準となる前記所定の位置として前記比較領
    域を前記周波数成分に変換することを特徴とする請求項
    ３５に記載の位置検出方法。
  38. 【請求項３８】 前記入力画像を、前記テンプレート画
    像より小さい予備領域に分割する入力画像分割ステップ
    をさらに備え、 前記比較領域選択ステップは、各前記予備領域を所定の
    位置にそれぞれ含むように前記比較領域を選択すること
    を特徴とする請求項３７に記載の位置検出方法。
  39. 【請求項３９】 前記比較領域の端部の画素値が実質的
    に等しくなるように、前記比較領域の画素値を補正する
    補正ステップをさらに備えることを特徴とする請求項３
    ７に記載の位置検出方法。
  40. 【請求項４０】 前記比較領域選択ステップは、一辺が
    それぞれ２のｍ乗（ｍは正の整数）の画素数を持つよう
    に前記比較領域を選択することを特徴とする請求項３７
    に記載の位置検出方法。
  41. 【請求項４１】 前記マーク位置検出ステップは、 前記位相成分差を変換した位相インパルス応答関数に基
    づいて、所定の条件を満たす位相インパルス応答関数値
    を与える座標を含む前記比較領域を検出する比較領域検
    出ステップをさらに有し、 前記入力画像における前記比較領域の位置と、前記比較
    領域中の前記座標とに基づいて、前記マークの位置を検
    出することを特徴とする請求項３７に記載の位置検出方
    法。
  42. 【請求項４２】 前記マーク位置検出ステップは、 前記比較領域から所定の領域を選択するステップと、 前記所定の領域における位相インパルス応答関数値を抽
    出する抽出ステップと、 抽出した前記位相インパルス応答関数値から所定の条件
    を満たす前記位相インパルス応答関数値を選択するステ
    ップとをさらに有し、 選択した前記位相インパルス応答関数値を与える座標を
    検出することを特徴とする請求項３７に記載の位置検出
    方法。
  43. 【請求項４３】 前記マーク位置検出ステップは、前記
    比較領域の前記位相成分差を変換した位相インパルス応
    答関数に基づいて、前記比較領域における位相インパル
    ス応答関数値を所定の閾値と比較することにより、前記
    マークが当該比較領域に含まれるか否かを判断するマー
    ク判断ステップを有することを特徴とする請求項３７に
    記載の位置検出方法。
  44. 【請求項４４】 所定の帯域以下の周波数成分の前記位
    相成分を抽出する低域抽出ステップをさらに備え、 前記マーク位置検出ステップは、前記低域抽出ステップ
    において抽出された前記テンプレート画像の前記位相成
    分と、前記低域抽出ステップにおいて抽出された前記入
    力画像の前記位相成分との位相成分差に基づいて、前記
    入力画像中の前記マークの位置を検出することを特徴と
    する請求項２６に記載の位置検出方法。
  45. 【請求項４５】 前記テンプレート画像を前記周波数成
    分に変換した場合の振幅の値に基づいて定めた周波数に
    おける前記位相成分を当該周波数に対応づけて保持する
    テンプレート周波数保持ステップをさらに備え、 前記位相成分差算出ステップは、前記入力画像を前記周
    波数成分に変換した場合の前記位相成分のうち、前記テ
    ンプレート周波数保持ステップにおいて保持された前記
    周波数に対応する周波数の位相成分と、前記テンプレー
    ト周波数保持ステップにおいて保持された前記テンプレ
    ート画像の前記位相成分との位相成分差を周波数ごとに
    算出することを特徴とする請求項２６に記載の位置検出
    方法。
  46. 【請求項４６】 前記テンプレート画像を２次元離散フ
    ーリエ変換により前記周波数成分に変換する変換ステッ
    プをさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の
    位置検出方法。
  47. 【請求項４７】 前記テンプレート画像を周波数成分に
    変換した場合の前記位相成分を周波数に対応づけて保持
    するテンプレート画像保持ステップをさらに備えること
    を特徴とする請求項２６に記載の位置検出方法。
  48. 【請求項４８】 前記テンプレート画像が、一辺がそれ
    ぞれ２のｎ乗（ｎは正の整数）の画素数を持つように前
    記テンプレート画像を選択するステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項２６に記載の位置検出方法。
  49. 【請求項４９】 前記テンプレート画像の端部の画素値
    が実質的に等しくなるように、前記テンプレート画像の
    画素値を補正する補正ステップをさらに備えることを特
    徴とする請求項２６に記載の位置検出装置。
  50. 【請求項５０】 前記テンプレート画像の逆周波数特性
    を持つテンプレート逆画像を保持するテンプレート画像
    保持ステップと、 前記テンプレート逆画像と前記入力画像との畳込み積分
    画像を形成する畳込み積分画像形成ステップと、 前記畳込み画像を所定の位置を基準として周波数成分に
    変換する変換ステップとをさらに備え、 前記位相成分差算出ステップは、前記畳込み画像中の基
    準位置からの位相成分を前記位相成分差として算出する
    ことを特徴とする請求項２６に記載の位置検出方法。
  51. 【請求項５１】 前記テンプレート画像を２次元離散フ
    ーリエ変換により周波数成分に変換する変換ステップ
    と、 変換した前記テンプレート画像の前記周波数成分の逆数
    を求め、前記逆数を２次元離散フーリエ変換することに
    より前記テンプレート逆画像を形成する逆変換ステップ
    とを備えることを特徴とする請求項５０に記載の位置検
    出方法。
  52. 【請求項５２】 テンプレート画像に近似したマークを
    有する電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、 前記マークの画像を入力画像として撮像する入力画像撮
    像手段と、 前記マークの位置を前記入力画像から検出する位置検出
    装置と、 前記位置検出装置により検出された前記マークの位置に
    基づいて、前記電子部品を吸着し、前記電子部品を移動
    する電子部品移動手段とを備え、 前記位置検出装置は、 前記テンプレート画像中の所定の位置を基準として前記
    テンプレート画像を周波数成分に変換した場合の位相成
    分と、前記入力画像中の所定の位置を基準として前記入
    力画像を周波数成分に変換した場合の位相成分との位相
    成分差を周波数ごとに算出する位相差算出手段と、 前記位相差算出手段が算出した前記位相成分差を変換し
    た位相インパルス応答関数に基づいて、前記入力画像中
    の前記マークの位置を検出するマーク位置検出手段とを
    有することを特徴とする電子部品搬送装置。
  53. 【請求項５３】 ウェハに電子ビームによりパターンを
    露光する電子ビーム露光装置であって、 前記電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、 前記ウェハを載置するウェハステージと、 前記ウェハ又は前記ウェハステージのいずれか一方に設
    けられ、ウェハの位置を検出するためのテンプレート画
    像に近似したマークの画像を入力画像として撮像する入
    力画像撮像手段と、 前記マークの位置を前記入力画像から検出する位置検出
    装置とを備え、 前記位置検出装置は、 前記テンプレート画像中の所定の位置を基準として前記
    テンプレート画像を周波数成分に変換した場合の位相成
    分と、前記入力画像中の所定の位置を基準として前記入
    力画像を周波数成分に変換した場合の位相成分との位相
    成分差を周波数ごとに算出する位相差算出手段と、 前記位相差算出手段が算出した前記位相成分差を変換し
    た位相インパルス応答関数に基づいて、前記入力画像中
    の前記マークの位置を検出するマーク位置検出手段とを
    有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
  54. 【請求項５４】 前記位置検出装置により検出された前
    記マークの位置に基づいて、前記ウェハステージを移動
    するウェハステージ移動手段をさらに備えることを特徴
    とする請求項５３に記載の電子ビーム露光装置。
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