JP2003141550A - 位置検出方法 - Google Patents
位置検出方法Info
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- JP2003141550A JP2003141550A JP2001339478A JP2001339478A JP2003141550A JP 2003141550 A JP2003141550 A JP 2003141550A JP 2001339478 A JP2001339478 A JP 2001339478A JP 2001339478 A JP2001339478 A JP 2001339478A JP 2003141550 A JP2003141550 A JP 2003141550A
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Abstract
像においても安定した位置検出を短時間で行うことがで
きる位置検出方法を提供すること。 【構成】 被検物上の位置合わせ用のマークを上方から
照明する明視野照明手段と、被検物からの反射光を撮像
する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された映像信
号を画像処理する画像処理手段とを有し、画像処理手段
では、撮像画像を画像処理した後、予め登録してある基
準パターンとの比較を行うことによってマーク位置を検
出する手段を有するパターンマツチング方式の位置検出
方法において、前記画像処理手段においてコントラスト
強調手段とエッジ強調手段とを設け、前記撮像画像をコ
ントラスト強調処理後にエッジ強調処理を行い、抽出さ
れたエッジ画像と基準パターンをパターンマッチングし
てマーク位置を検出する。
Description
位置検出方法に関し、特に被検物上の画像パターンと基
準パターンとの合致度から該被検物の位置検出を行うパ
ターンマッチング方式の位置検出方法に関するものであ
る。
置検出方法ては、被検物上の位置合わせマーク等のパタ
ーンをCCDカメラ等で撮像し、該撮像された映像信号
を画像処理装置へ入力し、該画像処理装置では、予め指
定されている閾値又は該映像信号からPタイル法や統計
的手法により算出された閾値で映像信号を2値化し、該
2値化画像と予め登録している基準パターン(テンプレ
ート)を比較し、パターンの合致度(即ち、一致した割
合)が最大となる座標を算出することにより、該被検物
の位置座標を検出する方法が広く知られている(第1の
従来例)。
は、前記2値化手段の際に所定画素数単位の分割された
小領域毎に画像濃度ヒストグラムを算出し、該ヒストグ
ラムデータに基づいて各小領域の2値化閾値を算出する
手段を有する位置検出装置が提案されている(第2の従
来例)。
は、粗位置検出時には明視野照明を用いた2値化パター
ンマッチングで微位置検出時には暗視野照明を用いた多
値化パターンマッチングで位置検出を行う装置が提案さ
れている(第3の従来例)。
来例には以下のような問題があった。
の閾値算出手段に様々な工夫を凝らした変化例も知られ
ているが、一般的に照明光の照度ムラが大きい場合や位
置合わせマークと背景とのコントラストが低い場合に
は、閾値が安定せず、検出率が低くなるという問題があ
った(第1の問題点)。特に、半導体露光工程では、位
置合わせマークの上に様々な薄膜を形成するため、その
膜厚のバラツキ等によって同一ロット内においてもマー
ク及び背景からの照明光反射率が変化し、2値画像が安
定せず、検出率が低くなるという問題があった(第2の
問題点)。
善すべく特定小領域に分割し、2値化閾値を算出するこ
とにより照度ムラ等に影響されにくい位置検出装置を提
案している。
位置合わせ用マークが分割された小領域に占める割合に
よって閾値が微妙に変化し、特に分割小領域の境目にお
いて2値画像が連続しないため、同一サンプルでも位置
を変えて撮像した場合に安定して検出できないという問
題があった(第3の問題点)。
分光反射率特性から膜毎に照明光源の波長を変えたり、
同一ロット内のバラツキについては一度撮像された画像
信号の平均輝度等から照明光量を制御し、再度位置合わ
せマークを撮像してから2値化するという方法が一般的
に行われている。
めの装置の改造には多大な時間と費用が掛かる。又、照
明光量を制御する方法では、照明光量を変えながら撮像
するために検出時間が掛かるという問題があった(第4
の問題点)。
野照明を切り替えて画像を撮像するため、それぞれの照
明装置と制御機構が必要であり、コストアップの要因と
なる。
で、その目的とする処は、低コントラストな画像や背景
の照度ムラの画像においても安定した位置検出を短時間
で行うことができる位置検出方法を提供することにあ
る。
め、本発明は、被検物上の位置合わせ用のマークを上方
から照明する明視野照明手段と、被検物からの反射光を
撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された映
像信号を画像処理する画像処理手段とを有し、該画像処
理手段では、撮像画像を画像処理した後、予め登録して
ある基準パターンとの比較を行うことによってマーク位
置を検出する手段を有するパターンマツチング方式の位
置検出方法において、前記画像処理手段においてコント
ラスト強調手段とエッジ強調手段とを設け、前記撮像画
像をコントラスト強調処理後にエッジ強調処理を行い、
抽出されたエッジ画像と基準パターンをパターンマッチ
ングしてマーク位置を検出することを特徴とする。
図面に基づいて説明する。
方法の手順を示すフローチャートであり、同図における
コントラスト強調処理を図2〜図5に示し、エッジ強調
処理を図6及び図7に示す。以下に図1〜図7を用いて
本発明に係る位置検出方法を詳細に説明する。
置合わせ用のマークを例えばCCDカメラ等の撮像装置
で撮像し、撮像信号を画像処理装置に取り込み(図1−
A)、次に、撮像信号に対しコントラスト強調処理を施
し(図1−B)、その後、エッジ強調処理を行い(図1
−C)、該エッジ画像と予め記憶されている基準マーク
とのパターンマッチングを行い、相関度の最も高い位置
座標を算出することによってマークの位置検出を行う。
チャートである。
処理によりノイズ成分も強調されるため、コントラスト
強調前のノイズ除去を目的としている。該輝度平滑化フ
ィルタとしては、平均値フィルタ・中間値フィルタ・正
規関数フィルタ等が適当であるが、本実施の形態におい
ては中間値フィルタを用いる。
(i,j)と例えばその近傍4点(i−1,j),(i
+1,j),(i,j−1),(i,j+1)計5点の
輝度の中間値(Median)を画素(i,j)の輝度値とし
て出力するフィルタである。
ヒストグラムに基づき輝度変換テーブルを作成する。一
般に、コントラストの悪い画像は図4−Aに示すよう
に、輝度分布が一定の範囲に集中している。これを図4
−Bに示すように輝度分布範囲を広げるように画像を変
換する処理がコントラスト強調処理である。該輝度変換
テーブルの具体的な作成方法を図3に示す。
・最小輝度を算出する。次に、予め設定されている上限
と最大輝度、下限と最小輝度を比較し、それぞれ範囲外
ならば、十分なコントラストが得られているためにコン
トラスト強調処理の必要はない。例えば、図4−Aに示
すように、最大輝度・最小輝度が上限・下限の範囲内な
らば、図4−Bに示すように、例えば3倍を限度として
上限・下限まで輝度分布を拡大する。又、最大輝度又は
最小輝度の片方のみ上限又は下限の範囲外の場合も同様
に、例えば3倍を限度として輝度分布を拡大する。
(a,b)は、aとbの2つの数値のうち小さい数値を
出力する。同様に、Maximum (a,b)は、aとbの2
つの数値のうち大きい数値を出力する。輝度変換テーブ
ルは、図5に示すように、元の画像における最小輝度と
最大輝度の範囲内を図3のフローチャートに従って算出
された最小値と最大値の範囲に線形に一次変換するテー
ブルである。最後に、前記輝度変換テーブルに従って画
像を変換する。
理を示すフローチャートである。
を行う。これは、次の空間2次微分フィルタによるエッ
ジ強調処理において、ノイズ成分を強調し過ぎないよう
にするためである。
2 の正規関数(ガウス関数)は、次式で表される。
畳み込むことによって得られる平滑化画像をF(x,
y)とすると、 となる。
って平滑化の度合い(ボケ具合)が変化する。具体的に
は、画像f(x,y)は離散的なディジタル画像として
処理するため、例えば3×3の重み係数を とし、画素(i,j)とその近傍8点の計9点に対して
上記重み係数を掛けて正規化する。
(i,j)は、 となる。
演算を繰り返し行うことによって実現できる。繰り返し
回数を増やすことにより、よりボケた画像となる。
分フィルタ処理を行う。空間2次微分(ラプラシアン)
は、次式で表される。
それぞれx方向、y方向の2次微分を表す。
間の差分で算出する。即ち、画素(i,j)における2
次微分は、 となり、これらを線形結合すると、重み係数は、 となる。同様に45°方向も考慮すると、 となる。
点の計9点に対し、上記3×3の重み係数を掛けて正規
化する。
像∇2 f(i,j)は、 となる。
を2値化して抽出する。
とその1次微分及び2次微分を表しており、一般に
(a)をstep型のエッジ、(b)をline型のエ
ッジ、(c)をroof型のエッジと呼んでいる。
エッジ位置は、厳密には2次微分上では正負のピークが
0レベルと交差する位置になる。従って、通常0交差法
と呼ばれる手法によりこの交点を算出するが、本実施の
形態においては処理時間短縮のため負の部分のみを2値
化することによりエッジ部分を抽出する。図7において
黒く網掛けした部分がこれに該当する。
になり、該エッジ強調画像と予め登録されている基準パ
ターンとのパターンマッチングにより位置検出を行う。
エッジ強調処理において空間2次微分フィルタ処理でエ
ッジ強調したが、平滑化フィルタと原画像との差分を算
出することによりエッジ強調しても良い。
ルタを用いると、画素(i,j)の平滑化画像H(i,
j)は、 となり、該平均値フィルタによる平滑化画像と原画像と
の差分を算出してエッジ画像とする。
よれば、被検物上の位置合わせ用のマークを上方から照
明する明視野照明手段と、被検物からの反射光を撮像す
る撮像手段と、該撮像手段によって撮像された映像信号
を画像処理する画像処理手段とを有し、該画像処理手段
では、撮像画像を画像処理した後、予め登録してある基
準パターンとの比較を行うことによってマーク位置を検
出する手段を有するパターンマツチング方式の位置検出
方法において、前記画像処理手段においてコントラスト
強調手段とエッジ強調手段とを設け、前記撮像画像をコ
ントラスト強調処理後にエッジ強調処理を行い、抽出さ
れたエッジ画像と基準パターンをパターンマッチングし
てマーク位置を検出するようにしたため、低コントラス
トな画像や背景の照度ムラの画像においても安定した位
置検出を短時間で行うことができるという効果が得られ
る。
る。
図である。
する図である。
する図である。
する図である。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 被検物上の位置合わせ用のマークを上方
から照明する明視野照明手段と、被検物からの反射光を
撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された映
像信号を画像処理する画像処理手段とを有し、該画像処
理手段では、撮像画像を画像処理した後、予め登録して
ある基準パターンとの比較を行うことによってマーク位
置を検出する手段を有するパターンマツチング方式の位
置検出方法において、 前記画像処理手段においてコントラスト強調手段とエッ
ジ強調手段とを設け、前記撮像画像をコントラスト強調
処理後にエッジ強調処理を行い、抽出されたエッジ画像
と基準パターンをパターンマッチングしてマーク位置を
検出することを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項2】 コントラスト強調処理手段では、輝度変
換テーブル作成手段と該輝度変換テーブルに従って画像
を変化する手段を設け、輝度変換テーブル作成手段にお
いて原画像のコントラスト差の3倍を限度としてコント
ラスト強調することを特徴とする請求項1記載の位置検
出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001339478A JP2003141550A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001339478A JP2003141550A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 位置検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003141550A true JP2003141550A (ja) | 2003-05-16 |
Family
ID=19153821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001339478A Withdrawn JP2003141550A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 位置検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003141550A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009014249A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Hitachi Zosen Corp | ごみ焼却設備におけるごみ供給量制御方法およびごみ供給量制御装置 |
JP2011013925A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Secom Co Ltd | 対象物検知装置 |
JP2011028686A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Secom Co Ltd | 対象物検知装置 |
JP2011028348A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Secom Co Ltd | 対象物検知装置 |
JP2011039998A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Clarion Co Ltd | 直線成分低減装置および歩行者検出表示システム |
JP2013200269A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 転写装置および転写方法 |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001339478A patent/JP2003141550A/ja not_active Withdrawn
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