JP2006190078A - Pattern matching device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern matching device capable of reliably detecting the position of a pattern to be detected. <P>SOLUTION: A partial image 3 of the same size as a template 1 and a pattern image of the template 1 are subjected to pattern matching by normalization correlation and a correlation value C1 between the pattern image of the template 1 and the partial image 3 is calculated. Next, a reverse image 5 created by reversing the partial image 3 with respect to a centerline L and the partial image 3 are subjected to pattern matching by normalization correlation and a self-correlation value C2 between the reverse image 5 and the partial image 3 is calculated. Thereafter, the correlation value C1 and the self-correlation value C2 are added together to calculate the similarity C3 of the partial image 3 to the pattern image of the template 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は画像処理のテンプレートマッチングによって物体上のパターン位置を検出するパターンマッチング装置に関する。   The present invention relates to a pattern matching apparatus that detects a pattern position on an object by template matching of image processing.

半導体素子等の製造工程では、様々な材料膜の回路パターンを精度良く重ね合せるため、露光工程の前に、半導体ウエハ等の基板のアライメントを行い、現像工程の後、加工工程の前に、基板上のレジストパターンの重ね合せ検査を行っている。   In the manufacturing process of semiconductor elements, etc., in order to superimpose circuit patterns of various material films with high accuracy, the substrate such as a semiconductor wafer is aligned before the exposure process, and after the development process, before the processing process, the substrate The upper resist pattern is overlaid.

基板のアライメントや基板上のレジストパターンの重ね合わせにはパターンマッチング装置が用いられる。   A pattern matching device is used for alignment of the substrate and overlaying of the resist pattern on the substrate.

従来、パターンマッチング装置として、例えばＣＣＤ等の撮像素子を用いて基板上のアライメントマーク（所定のパターン）の画像を取り込み、この画像とテンプレートとして登録したパターンとの正規化相関によりパターンマッチングを行い、アライメントマークの位置を検出するものが知られている。
特開２０００−１９８２７８号公報 Conventionally, as a pattern matching device, for example, an image of an alignment mark (predetermined pattern) on a substrate is captured using an image pickup device such as a CCD, and pattern matching is performed by normalized correlation between this image and a pattern registered as a template. What detects the position of an alignment mark is known.
JP 2000-198278 A

しかし、取り込まれた画像内に疑似パターンが存在したり、ノイズが重畳したりする場合には、疑似パターン等の位置が検出すべきパターンの位置として検出されてしまうことがある。   However, when a pseudo pattern exists in the captured image or noise is superimposed, the position of the pseudo pattern or the like may be detected as the position of the pattern to be detected.

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は検出すべきパターンの位置を誤りなく検出することができるパターンマッチング装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a pattern matching apparatus that can detect the position of a pattern to be detected without error.

前述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、テンプレートとして線対称性を有するパターン画像と、検索対象画像から切り出された前記テンプレートと同一サイズの部分画像との相関値を算出する相関値算出手段と、前記部分画像を中心線に対して反転させた反転画像を作成し、この反転画像と前記部分画像との自己相関値を算出する自己相関値算出手段と、前記相関値算出手段で算出された相関値と前記自己相関値算出手段で算出された自己相関値とに基づいて前記テンプレートと前記部分画像との類似度を算出する類似度算出手段とを備えていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a correlation value for calculating a correlation value between a pattern image having line symmetry as a template and a partial image having the same size as the template cut out from the search target image. A calculation unit, an inverted image obtained by inverting the partial image with respect to a center line, an autocorrelation value calculating unit that calculates an autocorrelation value between the inverted image and the partial image, and the correlation value calculating unit The apparatus further comprises similarity calculation means for calculating the similarity between the template and the partial image based on the calculated correlation value and the autocorrelation value calculated by the autocorrelation value calculation means. .

請求項２記載の発明は、テンプレートとして点対称性を有するパターン画像と、検索対象画像から切り出された前記テンプレートと同一サイズの部分画像との相関値を算出する相関値算出手段と、前記部分画像を中心点周りに回転させたときの回転画像を作成し、この回転画像と前記部分画像との自己相関値を算出する自己相関値算出手段と、前記相関値算出手段で算出された相関値と前記自己相関値算出手段で算出された自己相関値とに基づいて前記テンプレートと前記部分画像との類似度を算出する類似度算出手段とを備えていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のパターンマッチング装置において、前記検索対象画像から切り出された複数の前記部分画像のうち、前記テンプレートに対して最も高い類似度を有する部分画像の位置を最適位置として検出する最適位置検出手段を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a correlation value calculating means for calculating a correlation value between a pattern image having point symmetry as a template and a partial image of the same size as the template cut out from the search target image, and the partial image An autocorrelation value calculating means for calculating an autocorrelation value between the rotated image and the partial image, and a correlation value calculated by the correlation value calculating means. The image processing apparatus includes: a similarity calculation unit that calculates a similarity between the template and the partial image based on the autocorrelation value calculated by the autocorrelation value calculation unit.
According to a third aspect of the present invention, in the pattern matching device according to the first or second aspect, the partial image having the highest similarity to the template among the plurality of partial images cut out from the search target image. An optimum position detecting means for detecting the position as the optimum position is provided.

この発明によれば、検出すべきパターンの位置を誤りなく検出することができる。   According to the present invention, the position of the pattern to be detected can be detected without error.

以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１はこの発明の第１実施形態に係るパターンマッチング装置のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a pattern matching apparatus according to the first embodiment of the present invention.

このパターンマッチング装置はステージ１１と光学系１２とＣＣＤカメラ１３と画像処理部１４と記憶部１５とで構成されている。   This pattern matching apparatus includes a stage 11, an optical system 12, a CCD camera 13, an image processing unit 14, and a storage unit 15.

ステージ１１の上面には図示しない搬送系によって搬送されてきた基板１０Ａが載置される。基板１０Ａは真空吸着等によってステージ１１の上面に保持される。ステージ１１は水平面内で２次元方向へ移動可能である。ステージ１１は検出対象であるパターンの位置検出の際に基板１０Ａの複数の領域を一定の順序で１つずつ視野（カメラ１３の撮像視野）内に位置決めする。   On the upper surface of the stage 11, a substrate 10A that has been transported by a transport system (not shown) is placed. The substrate 10A is held on the upper surface of the stage 11 by vacuum suction or the like. The stage 11 can move in a two-dimensional direction within a horizontal plane. The stage 11 positions a plurality of regions of the substrate 10A in the visual field (imaging visual field of the camera 13) one by one in a certain order when detecting the position of the pattern to be detected.

光学系１２は基板１０Ａの所定の領域の光学像を形成する。   The optical system 12 forms an optical image of a predetermined area of the substrate 10A.

カメラ１３は基板１０Ａの複数の領域を順次撮像し、取得した検索対象画像（各領域に対応する画像）２を画像処理部１４へ出力する。   The camera 13 sequentially captures a plurality of regions of the substrate 10 </ b> A and outputs the acquired search target image (image corresponding to each region) 2 to the image processing unit 14.

画像処理部１４は画像入力部１４Ａと相関値算出部（相関値算出手段）１４Ｂと自己相関値算出部（自己相関値算出手段）１４Ｃと類似度算出部（類似度算出手段）１４Ｄと最適位置検出部（最適位置検出手段）１４Ｅとを備えている。   The image processing unit 14 includes an image input unit 14A, a correlation value calculation unit (correlation value calculation unit) 14B, an autocorrelation value calculation unit (autocorrelation value calculation unit) 14C, a similarity calculation unit (similarity calculation unit) 14D, and an optimum position. And a detecting unit (optimum position detecting means) 14E.

画像処理部１４では画像入力部１４Ａに取り込まれた撮像信号がデジタル画像に変換され、この入力画像に対して相関値算出部１４Ｂ、自己相関値算出部１４Ｃ、類似度算出部１４Ｄ及び最適位置検出部１４Ｅによるパターンマッチング等の画像処理が行われる。   In the image processing unit 14, the image pickup signal captured by the image input unit 14A is converted into a digital image, and a correlation value calculation unit 14B, an autocorrelation value calculation unit 14C, a similarity calculation unit 14D, and an optimum position detection are performed on the input image. Image processing such as pattern matching is performed by the unit 14E.

記憶部１５にはテンプレート１のパターン画像が予め記憶されている。例えばテスト基板上に作成されたパターンの画像が含まれたテンプレート用画像を画像処理部１４に取り込み、その画像から特定部分の画像を切り出すことによってテンプレート１のパターン画像を作成することができる。   A pattern image of the template 1 is stored in the storage unit 15 in advance. For example, it is possible to create a pattern image of the template 1 by taking a template image including a pattern image created on a test board into the image processing unit 14 and cutting out an image of a specific portion from the image.

図２は線対称性を有するテンプレートの一例を示す図、図３は検索対象画像内の疑似パターンの位置と最適パターンの位置とを示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a template having line symmetry, and FIG. 3 is a diagram illustrating a position of a pseudo pattern and a position of an optimum pattern in a search target image.

テンプレート１にはそれぞれの長さ及び幅が同じである４本のバーを等間隔に配置してなるパターンが形成されている。テンプレート１は中心線Ｌに関して対称である。   The template 1 is formed with a pattern in which four bars having the same length and width are arranged at equal intervals. The template 1 is symmetric with respect to the center line L.

検索対象画像２内には、テンプレート１と同一のパターンの部分画像４とテンプレート１のパターンに類似する疑似パターンの部分画像３とがある。ここで、部分画像とは検索対象画像２から切り出された部分的な画像をいう。   The search target image 2 includes a partial image 4 having the same pattern as the template 1 and a partial image 3 having a pseudo pattern similar to the pattern of the template 1. Here, the partial image refers to a partial image cut out from the search target image 2.

部分画像３中には疑似パターンを構成する３本のバーが等間隔に配置されている。３本のバーの長さ及び幅はテンプレート１のパターンの長さ及び幅と同じである。   In the partial image 3, three bars constituting a pseudo pattern are arranged at equal intervals. The length and width of the three bars are the same as the length and width of the pattern of the template 1.

なお、部分画像３及び部分画像４はテンプレート１と同一サイズである。   The partial image 3 and the partial image 4 are the same size as the template 1.

次に、検出すべきパターンの位置の検出方法を図１〜４を用いて説明する。   Next, a method for detecting the position of the pattern to be detected will be described with reference to FIGS.

図４はテンプレートと部分画像との類似度の検出方法を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of detecting the similarity between a template and a partial image.

上記パターンマッチング装置で実行される位置検出方法について説明する。   A position detection method executed by the pattern matching apparatus will be described.

まず、記憶部１５からテンプレート１としてのパターン画像を読み出す。   First, the pattern image as the template 1 is read from the storage unit 15.

次に、ステージ１１を移動させる。カメラ１３で基板１０Ａの所定の領域の光学像を撮像して検索対象画像２を取得し、撮像信号を画像処理部１４へ出力する。   Next, the stage 11 is moved. The camera 13 captures an optical image of a predetermined area of the substrate 10 </ b> A, acquires the search target image 2, and outputs an imaging signal to the image processing unit 14.

次に、検索対象画像２から部分画像３を切り出す。   Next, the partial image 3 is cut out from the search target image 2.

そして、検索対象画像２から切り出された部分画像３とテンプレート１のパターン画像とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、テンプレート１のパターン画像と部分画像３との相関値Ｃ１を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Then, the partial image 3 cut out from the search target image 2 and the pattern image of the template 1 are subjected to pattern matching by the normalized correlation, the correlation value C1 between the pattern image of the template 1 and the partial image 3 is calculated, and the result is obtained. The data is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像３を中心線Ｌに対して反転させて作成した反転画像５と部分画像３とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、反転画像５と部分画像３との自己相関値Ｃ２を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the inverted image 5 created by inverting the partial image 3 with respect to the center line L and the partial image 3 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the autocorrelation value C2 between the inverted image 5 and the partial image 3 is calculated. Then, the result is stored in the storage unit 15.

その後、相関値Ｃ１と自己相関値Ｃ２とを足し合わせて、部分画像３のテンプレート１のパターン画像に対する類似度Ｃ３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the correlation value C1 and the autocorrelation value C2 are added to calculate the similarity C3 of the partial image 3 to the pattern image of the template 1, and the result is stored in the storage unit 15.

次に、検索対称画像２から部分画像４を切り出す。   Next, the partial image 4 is cut out from the search symmetrical image 2.

そして、検索対称画像２から切り出された部分画像４とテンプレート１のパターン画像とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、テンプレート１のパターン画像と部分画像４との相関値Ｃ１をそれぞれ算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Then, the partial image 4 cut out from the search symmetrical image 2 and the pattern image of the template 1 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the correlation value C1 between the pattern image of the template 1 and the partial image 4 is calculated, respectively. Is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像４を中心線Ｌに対して反転させて作成した反転画像５と部分画像３とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、反転画像５と部分画像４との自己相関値Ｃ２を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the inverted image 5 created by inverting the partial image 4 with respect to the center line L and the partial image 3 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the autocorrelation value C2 between the inverted image 5 and the partial image 4 is calculated. Then, the result is stored in the storage unit 15.

その後、相関値Ｃ１と自己相関値Ｃ２とを足し合わせて、部分画像４のテンプレート１のパターン画像に対する類似度Ｃ３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the correlation value C1 and the autocorrelation value C2 are added to calculate the similarity C3 of the partial image 4 to the pattern image of the template 1, and the result is stored in the storage unit 15.

次に、記憶部１５から読み出された部分画像３の類似度Ｃ３と部分画像４の類似度Ｃ３とを比較し、高い類似度Ｃ３を有する方の部分画像４の位置を最適位置（検出すべきパターンの位置）として検出する。パターンマッチングの演算を相関法により行った場合、類似性が高い程、類似度Ｃ３は大きくなることから最適位置を検出できる。   Next, the similarity C3 of the partial image 3 read from the storage unit 15 and the similarity C3 of the partial image 4 are compared, and the position of the partial image 4 having the higher similarity C3 is detected at the optimum position (detected). The position of the power pattern is detected. When the pattern matching calculation is performed by the correlation method, the similarity C3 increases as the similarity increases, so that the optimum position can be detected.

なお、上記位置検出方法によれば、テンプレート１と同一のパターンを有する部分画像４にノイズが重畳した場合においても、部分画像４はテンプレート１のパターン画像に対して最も高い類似度Ｃ３を有するので、部分画像４の位置を最適位置として検出することができる。   According to the position detection method, even when noise is superimposed on the partial image 4 having the same pattern as the template 1, the partial image 4 has the highest similarity C3 with respect to the pattern image of the template 1. The position of the partial image 4 can be detected as the optimum position.

この実施形態によれば、検索対称画像２にノイズが重畳したり、疑似パターンが存在したりした場合であっても、ノイズや疑似パターンの影響を受けることなく、検出すべき線対称性を有するパターンの位置を誤りなく検出することができる。   According to this embodiment, even when noise is superimposed on the search symmetric image 2 or a pseudo pattern exists, it has line symmetry to be detected without being affected by the noise or the pseudo pattern. The position of the pattern can be detected without error.

図５はこの発明の第２実施形態に係るパターンマッチング装置に使用される点対称性を有するテンプレートの一例を示す図、図６は検索対象画像内の疑似パターンの位置と最適パターンの位置とを示す図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符合を付してその説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a template having point symmetry used in the pattern matching apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the positions of the pseudo pattern and the optimum pattern in the search target image. In the figure, the same reference numerals are given to the portions common to the first embodiment, and the description thereof is omitted.

テンプレート１０１には十字形パターンが形成されている。パターンは中心点Ｏに関して対称である。   A cross pattern is formed on the template 101. The pattern is symmetric about the center point O.

検索対象画像２内にはテンプレート１０１と同一のパターンの部分画像１０４とテンプレート１０１のパターンに類似する疑似パターンの部分画像１０３とがある。   The search target image 2 includes a partial image 104 having the same pattern as the template 101 and a partial image 103 having a pseudo pattern similar to the pattern of the template 101.

部分画像１０３中にはほぼＴ字形の疑似パターンが形成されている。   In the partial image 103, a substantially T-shaped pseudo pattern is formed.

なお、部分画像１０３及び部分画像１０４はテンプレート１０１と同一サイズである。   Note that the partial image 103 and the partial image 104 are the same size as the template 101.

次に、検出すべきパターンの位置検出方法を図１，６及び７を用いて説明する。   Next, a method for detecting the position of the pattern to be detected will be described with reference to FIGS.

図７はテンプレートと部分画像との類似度の検出方法を説明するブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a method for detecting the similarity between a template and a partial image.

上記パターンマッチング装置で実行される位置検出方法について説明する。   A position detection method executed by the pattern matching apparatus will be described.

まず、記憶部１５からテンプレート１０１としてのパターン画像を読み出す。   First, a pattern image as the template 101 is read from the storage unit 15.

次に、ステージ１１を移動させる。カメラ１３で基板１０Ａの所定の領域の光学像を撮像して検索対象画像２を取得し、撮像信号を画像処理部１４へ出力する。   Next, the stage 11 is moved. The camera 13 captures an optical image of a predetermined area of the substrate 10 </ b> A, acquires the search target image 2, and outputs an imaging signal to the image processing unit 14.

次に、検索対象画像２から部分画像１０３を切り出す。   Next, the partial image 103 is cut out from the search target image 2.

そして、検索対象画像２から切り出された部分画像１０３とテンプレート１０１のパターン画像とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、テンプレート１０１のパターン画像と部分画像１０３との相関値Ｃ１を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Then, the partial image 103 cut out from the search target image 2 and the pattern image of the template 101 are subjected to pattern matching by normalized correlation, the correlation value C1 between the pattern image of the template 101 and the partial image 103 is calculated, and the result is obtained. The data is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像１０３を中心点Ｏ周りに９０°反時計回りに回転させて作成した回転画像１０６と部分画像１０３とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０６と部分画像１０３との自己相関値Ｃ２１を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the rotated image 106 created by rotating the partial image 103 around the center point O by 90 ° counterclockwise and the partial image 103 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the rotation image 106 and the partial image 103 are self-matched. The correlation value C21 is calculated, and the result is stored in the storage unit 15.

その後、部分画像１０３を更に中心点Ｏ周りに更に９０°反時計回りに回転させて作成した回転画像１０７と部分画像１０３とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０７と部分画像１０３との自己相関値Ｃ２２を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the partial image 103 is further rotated by 90 ° counterclockwise around the center point O, and the rotated image 107 and the partial image 103 are pattern-matched by normalized correlation, and the rotated image 107 and the partial image 103 are compared. The autocorrelation value C22 is calculated, and the result is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像１０３を更に中心点Ｏ周りに更に９０°回転させて作成した回転画像１０８と部分画像１０３とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０８と部分画像１０３との自己相関値Ｃ２３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the rotated image 108 created by further rotating the partial image 103 around the center point O by 90 ° and the partial image 103 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the autocorrelation value between the rotated image 108 and the partial image 103 is obtained. C23 is calculated, and the result is stored in the storage unit 15.

その後、自己相関値Ｃ２１、自己相関値Ｃ２２及び自己相関値Ｃ２３を順次足し合わせて、部分画像１０３と回転画像１０６，１０７，１０８との自己相関値Ｃ２を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the autocorrelation value C21, the autocorrelation value C22, and the autocorrelation value C23 are sequentially added to calculate the autocorrelation value C2 between the partial image 103 and the rotated images 106, 107, and 108, and the result is stored in the storage unit 15. Remember.

次に、相関値Ｃ１と自己相関値Ｃ２とを足し合わせて、部分画像１０３のテンプレート１のパターン画像に対する類似度Ｃ３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the correlation value C1 and the autocorrelation value C2 are added together to calculate the similarity C3 of the partial image 103 with respect to the pattern image of the template 1, and the result is stored in the storage unit 15.

その後、検索対称画像２から部分画像１０４を切り出す。   Thereafter, the partial image 104 is cut out from the search symmetrical image 2.

そして、検索対称画像２から切り出された部分画像１０４とテンプレート１０１のパターン画像とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、テンプレート１０１のパターン画像と部分画像１０４との相関値Ｃ１をそれぞれ算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Then, the partial image 104 extracted from the search symmetrical image 2 and the pattern image of the template 101 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and correlation values C1 between the pattern image of the template 101 and the partial image 104 are calculated, respectively. Is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像１０４を中心点Ｏ周りに９０°反時計方向に回転させて作成した回転画像１０６と部分画像１０４とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０６と部分画像１０４との自己相関値Ｃ２１を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the rotated image 106 created by rotating the partial image 104 around the center point O by 90 ° counterclockwise and the partial image 104 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the rotation image 106 and the partial image 104 are self-matched. The correlation value C21 is calculated, and the result is stored in the storage unit 15.

その後、部分画像１０４を更に中心点Ｏ周りに更に９０°回転させて作成した回転画像１０７と部分画像１０４とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０７と部分画像１０３との自己相関値Ｃ２２を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the partial image 104 is further rotated by 90 ° around the center point O, and the rotated image 107 and the partial image 104 are pattern-matched by normalized correlation, and the autocorrelation value C22 between the rotated image 107 and the partial image 103 is obtained. And the result is stored in the storage unit 15.

次に、部分画像１０４を更に中心点Ｏ周りに更に９０°回転させて作成した回転画像１０８と部分画像１０４とを正規化相関によりパターンマッチングさせ、回転画像１０８と部分画像１０４との自己相関値Ｃ２３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the rotated image 108 created by further rotating the partial image 104 around the center point O and the partial image 104 are subjected to pattern matching by normalized correlation, and the autocorrelation value between the rotated image 108 and the partial image 104 is obtained. C23 is calculated, and the result is stored in the storage unit 15.

その後、自己相関値Ｃ２１と自己相関値Ｃ２２と自己相関値Ｃ２３とを順次足し合わせて、部分画像１０４と回転画像１０６，１０７，１０８との自己相関値Ｃ２を算出し、記憶部１５に記憶させる。   Thereafter, the autocorrelation value C21, the autocorrelation value C22, and the autocorrelation value C23 are sequentially added to calculate an autocorrelation value C2 between the partial image 104 and the rotated images 106, 107, and 108, and is stored in the storage unit 15. .

次に、相関値Ｃ１と自己相関値Ｃ２とを足し合わせて、部分画像１０４のテンプレート１のパターン画像に対する類似度Ｃ３を算出し、その結果を記憶部１５に記憶させる。   Next, the correlation value C1 and the autocorrelation value C2 are added together to calculate the similarity C3 of the partial image 104 to the pattern image of the template 1, and the result is stored in the storage unit 15.

次に、記憶部１５から読み出された部分画像１０３の類似度Ｃ３と部分画像１０４の類似度Ｃ３とを比較し、高い類似度Ｃ３を有する方の部分画像１０４の位置を最適位置として検出する。   Next, the similarity C3 of the partial image 103 read from the storage unit 15 is compared with the similarity C3 of the partial image 104, and the position of the partial image 104 having the higher similarity C3 is detected as the optimum position. .

この実施形態によれば、検索対称画像２にノイズが重畳したり、疑似パターンが存在したりした場合であっても、ノイズや疑似パターンの影響を受けることなく、検出すべき点対称性を有するパターンの位置を誤りなく検出することができる。   According to this embodiment, even when noise is superimposed on the search symmetric image 2 or a pseudo pattern exists, it has point symmetry to be detected without being affected by the noise or the pseudo pattern. The position of the pattern can be detected without error.

この出願でパターンとは上述の複数の平行なバーで構成されたもの、十字状のもの、Ｔ字状のもの等の各種のアライメントマーク、重ね合せマーク等を含む概念である。   In this application, the pattern is a concept including various alignment marks such as those composed of the plurality of parallel bars described above, cross-shaped and T-shaped, and overlay marks.

なお、上記実施形態では部分画像１０３，１０４を３回に亘って回転させて回転画像１０６，１０７，１０８を作成しているが、回転させる回数は３回に限られるものではなく、少なくとも１回だけ回転させて少なくとも１つの回転画像（例えば回転画像１０７）を作成すればよい。   In the above embodiment, the partial images 103, 104 are rotated three times to create the rotated images 106, 107, 108. However, the number of rotations is not limited to three, but at least once. It is sufficient to create at least one rotated image (for example, the rotated image 107) by rotating the image by only the rotation amount.

図１はこの発明の第１実施形態に係るパターンマッチング装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a pattern matching apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図２は線対称性を有するテンプレートの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a template having line symmetry. 図３は検索対象画像内の疑似パターンの位置と最適パターンの位置とを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the position of the pseudo pattern and the position of the optimum pattern in the search target image. 図４はテンプレートと部分画像との類似度の検出方法を説明するブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a method for detecting the similarity between a template and a partial image. 図５はこの発明の第２実施形態に係るパターンマッチング装置に使用される点対称性を有するテンプレートの一例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an example of a template having point symmetry used in the pattern matching apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図６は検索対象画像内の疑似パターンの位置と最適パターンの位置とを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the position of the pseudo pattern and the position of the optimum pattern in the search target image. 図７はテンプレートと部分画像との類似度の検出方法を説明するブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a method for detecting the similarity between a template and a partial image.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１ テンプレート
２ 検索対象画像
３，４，１０３，１０４ 部分画像
５ 反転画像
１４Ｂ 相関値算出部（相関値算出手段）
１４Ｃ 自己相関値算出部（自己相関値算出手段）
１４Ｄ 類似度算出部（類似度算出手段）
１４Ｅ 最適位置検出部（最適位置検出手段）
１０６，１０７，１０８ 回転画像
Ｌ 中心線
Ｏ 中心点 1,101 Template 2 Search target image 3, 4, 103, 104 Partial image 5 Inverted image 14B Correlation value calculation unit (correlation value calculation means)
14C autocorrelation value calculation unit (autocorrelation value calculation means)
14D similarity calculation unit (similarity calculation means)
14E Optimal position detector (optimum position detector)
106, 107, 108 Rotation image L Center line O Center point

Claims (3)

テンプレートとして線対称性を有するパターン画像と、検索対象画像から切り出された前記テンプレートと同一サイズの部分画像との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記部分画像を中心線に対して反転させた反転画像を作成し、この反転画像と前記部分画像との自己相関値を算出する自己相関値算出手段と、
前記相関値算出手段で算出された相関値と前記自己相関値算出手段で算出された自己相関値とに基づいて前記テンプレートと前記部分画像との類似度を算出する類似度算出手段と
を備えていることを特徴とするパターンマッチング装置。 Correlation value calculation means for calculating a correlation value between a pattern image having line symmetry as a template and a partial image of the same size as the template cut out from the search target image;
Creating an inverted image obtained by inverting the partial image with respect to a center line, and calculating an autocorrelation value between the inverted image and the partial image;
Similarity calculating means for calculating the similarity between the template and the partial image based on the correlation value calculated by the correlation value calculating means and the autocorrelation value calculated by the autocorrelation value calculating means; A pattern matching device. テンプレートとして点対称性を有するパターン画像と、検索対象画像から切り出された前記テンプレートと同一サイズの部分画像との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記部分画像を中心点周りに回転させたときの回転画像を作成し、この回転画像と前記部分画像との自己相関値を算出する自己相関値算出手段と、
前記相関値算出手段で算出された相関値と前記自己相関値算出手段で算出された自己相関値とに基づいて前記テンプレートと前記部分画像との類似度を算出する類似度算出手段と
を備えていることを特徴とするパターンマッチング装置。 Correlation value calculating means for calculating a correlation value between a pattern image having point symmetry as a template and a partial image of the same size as the template cut out from the search target image;
An autocorrelation value calculating means for creating a rotated image when the partial image is rotated around a center point, and calculating an autocorrelation value between the rotated image and the partial image;
Similarity calculating means for calculating the similarity between the template and the partial image based on the correlation value calculated by the correlation value calculating means and the autocorrelation value calculated by the autocorrelation value calculating means; A pattern matching device. 前記検索対象画像から切り出された複数の前記部分画像のうち、前記テンプレートに対して最も高い類似度を有する部分画像の位置を最適位置として検出する最適位置検出手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のパターンマッチング装置。   Of the plurality of partial images cut out from the search target image, there is provided an optimum position detecting means for detecting a position of a partial image having the highest similarity to the template as an optimum position. The pattern matching apparatus according to claim 1.
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