JP2963773B2 - パターンマッチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパターンマッチング装置
に係り、特にマスターパターンの位置を求めるパターン
マッチング装置に関する。半導体集積回路（ＩＣ）の各
製造工程において、試料に対して正確に露光、配線等を
行なうには、試料に設定したマスターパターンの位置を
求め、装置に対する試料の位置決めを正確に行なう必要
がある。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のパターンマッチング装置の
一例のブロック図を示す。同図中、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）はパターンマッチングを行なう際の基準パターンと
なるマスターパターンを予め内蔵メモリに格納してい
る。また撮像装置としてのテレビジョン（ＴＶ）カメラ
２２は、試料上の比較パターンを撮像する。

【０００３】例えば、ＩＣチップの位置決めをする場
合、ＴＶカメラ２２で試料、すなわちＩＣチップを撮像
する。このとき、図４に示すようにＩＣチップ３１には
例えば左上隅と右下隅の配線パターンのある所にマスタ
ーパターン３２及び３３が予め形成されている。このマ
スターパターン３２及び３３は例えば図５（Ａ）に示す
ように、横方向に８ドット（画素）、縦方向に４ドット
の計３２ドットからなる所謂８×４ドットパターンで、
そのうち斜線で示す４ドットが黒で、残りの２８ドット
が白であるものとする。

【０００４】図３のＣＰＵ２１はこのマスターパターン
本来の黒ドットと白ドットの組合せパターンを基準パタ
ーンとして内蔵メモリに記憶しており、この記憶基準パ
ターン（マスターパターン）を読み出してメモリ２３に
送出して格納させる。一方、ＴＶカメラ２２はＩＣチッ
プ３１を撮像して撮像範囲内の画像情報をディジタル処
理した後、それをメモリ２４に格納する。ここで、ＴＶ
カメラ２２の撮像範囲から切り出したマッチング画面は
図４に破線３４で示す如き大きさである。

【０００５】図３のマッチング判定部２５は上記のメモ
リ２３からのマスターパターンと、メモリ２４よりの撮
像パターン（すなわちマッチング画面３４の比較パター
ン）とを比較し、両パターンの各ドット間の不一致数が
最も少ない位置を求める。ここで、マッチング判定部２
５は図６に示すように、マッチング画面３４内の画像情
報のうち、マスターパターン３２，３３と同じ８×４ド
ットの大きさの比較領域３５の画像情報パターンと前記
マスターパターンとを各ドット間で同一値のドットか比
較し、かつ、不一致ドット数を計数記憶し、その処理が
終わると比較領域３５を１ドット分右方向へずらして再
び上記各ドット間の比較及び計数を行なう。以下、上記
と同様にして比較領域３５をマッチング画面３４の左上
から右下まで順次シフトさせつつマスターパターンの各
ドットとの比較及び不一致ドット数の計数（パターンマ
ッチング）を行なう。

【０００６】このようにして、マッチング判定部２５は
パターンマッチングを行ない、不一致ドット数が最も少
ない位置をもって、最もマスターパターン３２に近いパ
ターンが得られる位置と判定し、その位置座標をレジス
タ２６に格納する。レジスタ２６に格納された位置座標
はマッチング回路３０の外部へ通知される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、ＴＶカメラ
２２で撮像して得られるマッチング画面３４の比較パタ
ーンは、マスターパターン３２又は３３を正確に撮像し
て得られる黒ドットと白ドットの組合せパターンが含ま
れているとは限らずＩＣチップ３１への光の当り具合や
ＩＣチップ３１の表面など、場合によってマッチング画
面３４全体が白く写り、よって比較領域３５の比較パタ
ーンも図５（Ｂ）に示す如く３２ドットすべて白ドット
となることがあり得る。

【０００８】この場合はマッチング画面３４全体が白い
ので、本来ＩＣチップ３１の位置決めができないはずで
あるが、図５（Ａ）に示すマスターパターンと同図
（Ｂ）に示す比較パターンのパターンマッチングの結
果、不一致なドットの数が４個だけとなるので、一致度
が８７．５％（＝（３２−４）×１００／３２）になっ
てしまう。従って、この場合にはマッチング画面３４の
いずれかの位置でマッチングがとれたものとなってしま
う。

【０００９】また、マスターパターン３２，３３が白、
黒半分ずつの個数のドットからなるときは全ドット白又
は黒の比較パターンとパターンマッチングを行なうと一
致度は５０％となるが、実際上、マスターパターン３
２，３３の設定時には白ドットと黒ドットの比率が２０
対８０ぐらいの方が縦方向、横方向ともに特徴のあるパ
ターンをマスターパターンとしてとりやすいので、やは
りパターンマッチングがとれたものとなってしまう。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
正確なパターンマッチングを行なうパターンマッチング
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図を示す。同図中、マッチング判定部１１はマスターパ
ターンと撮像パターンとを比較して、両パターンの各ド
ット間の不一致数が最も少ない位置を求める。一致度算
出手段１２はマスターパターンと撮像パターンの各ドッ
ト間の不一致数が最も少ない位置における、両パターン
中の黒ドットの一致度と白ドットの一致度とを夫々別々
に算出する。

【００１２】マッチング度算出手段１３は上記の黒ドッ
ト及び白ドットの両一致度に基づいてパターンマッチン
グ度を算出する。

【００１３】

【作用】本発明では、マッチング判定部１１によりマス
ターパターンと撮像パターンの各ドット間の不一致数が
最も少ない位置を求め、更に一致度算出手段１２及びマ
ッチング度算出手段１３により黒ドットと白ドットの各
一致度を夫々勘案してパターンマッチング度を算出す
る。

【００１４】このため、撮像パターンの異常により、撮
像パターンが黒ドット及び白ドットのいずれか一方のみ
からなる場合には、黒ドットの一致度と白ドットの一致
度にアンバランスが生じるが、本発明ではこのアンバラ
ンスを平均化したパターンマッチング度により、パター
ンマッチングの判定ができる。

【００１５】

【実施例】図２は本発明の一実施例のブロック図を示
す。同図中、図１及び図３と同一構成部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。図２において、マッチン
グ回路２０は前記一致度算出手段１２に相当する黒／白
ドット一致度算出回路２８を有している。また、マッチ
ング回路２０の外部に前記マッチング度算出手段１３に
相当するマッチング度算出回路２９が設けられている。

【００１６】次に本実施例の動作について説明する。マ
ッチング判定部２７はメモリ２３からのマスターパター
ンと、メモリ２４からのマッチング画面の比較パターン
とに基づいて、従来のマッチング判定部２５と同様方法
にて両パターンの各ドット間の不一致数が最も少ない、
マッチング画面の位置を求める。黒／白ドット一致度算
出回路２８はこの不一致数が最も少ない位置における、
マスターパターンと比較パターンの黒ドットと白ドット
の夫々について、一致度を次式に基づいて算出する。

【００１７】 黒ドットの一致度＝｛（マスターパターンの黒ドットの数）−（不一致な黒ド ットの数）｝／（マスターパターンの黒ドットの数） （１） 白ドットの一致度＝｛（マスターパターンの白ドットの数）−（不一致な白ド ットの数）｝／（マスターパターンの白ドットの数） （２） このようにして算出された黒ドットの一致度と白ドット
の一致度とはマッチング度算出回路２９に供給され、こ
こで次式に基づいてマッチングの一致度を算出させる。

【００１８】 （マッチングの一致度）＝｛（黒ドットの一致度）＋（白ドットの一致度）｝ ×１００÷２（％） （３） かかるマッチングの一致度（すなわちマッチング度）
が、５０％より大なる所定の閾値以上のとき、パターン
マッチングがとれたと判定される。

【００１９】次に具体例について説明する。いま、マス
ターパターンが図５（Ａ）に示す如き、８×４ドットの
うち斜線位置に黒ドットがあるパターンであり、一方、
比較パターンが図５（Ｂ）に示す如く８×４ドットすべ
てが白ドットであるものとする。この場合、黒／白ドッ
ト一致度算出回路２８は、前記（１）式，（２）式に基
づいて、次の（４），（５）式を得る。

【００２０】

【数１】

【００２１】これにより、マッチング度算出回路２９は
前記（３）式に基づいてマッチングの一致度を算出す
る。従って、マッチングの一致度（マッチング度）は、
（マッチング度）＝（０＋１）×１００÷２＝５０
（％） （６）となる。

【００２２】なお、比較パターンがすべて黒ドットの場
合もマッチング度は５０％となる。また、比較パターン
がマスターパターンと同一なときは、マッチング度は１
００％となり、比較パターンがマスターパターンと白黒
逆のパターンのときマッチング度は０％となる。そこ
で、上記の点に鑑みパターンがとれたか否かの閾値を例
えば８０％とすると、（６）式で示したマッチング度５
０％の場合は、パターンマッチングがとれないと正確に
判定できる。

【００２３】なお、上記のマッチング度算出回路２９
は、マッチング回路２０内に設けてもよく、黒／白ドッ
ト一致度算出回路２８をマッチング回路２０の外部に設
けてもよい。また、本発明のマッチング度の算出は
（３）式に限定されるものではなく、要は黒ドットの一
致度と白ドットとを総合的に勘案した値が得られればよ
い。

【００２４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、黒ドット
の一致度と白ドットの一致度とを総合的に勘案したパタ
ーンマッチング度によりパターンマッチングの判定を行
なうため、従来に比べて正確なパターンマッチングがで
きる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック図である。

【図３】従来の一例のブロック図である。

【図４】マスターパターンとマッチング画面の説明図で
ある。

【図５】マスターパターンと比較パターンの説明図であ
る。

【図６】マッチング画面におけるマッチング判定を説明
する図である。

【符号の説明】

１１，２９ マッチング判定部 １２ 一致度算出手段 １３ マッチング度算出手段 ２８ 黒／白ドット一致度算出回路 ２９ マッチング度算出回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料上に予め形成された黒ドットと白ド
   ットの組合せパターンと同一のマスターパターンと、撮
   像装置により該試料の一部を撮像して得られた撮像パタ
   ーンとを比較して、両パターンの各ドット間の不一致数
   が最も少ない位置を求めるマッチング判定部（１１）
   と、該両パターンの各ドット間の不一致数が最も少ない
   位置における、前記マスターパターン中の黒ドットと前
   記撮像パターン中の黒ドットとの一致度と、該マスター
   パターン中の白ドットと該撮像パターン中の白ドットと
   の一致度とを夫々別々に算出する一致度算出手段（１
   ２）と、該一致度算出手段（１２）により算出された黒
   ドット及び白ドットの両方の一致度に基づいてパターン
   マッチング度を算出するマッチング度算出手段（１３）
   とを有することを特徴とするパターンマッチング装置。
2. 【請求項２】 前記マッチング度算出手段（１３）は、
   前記黒ドットの一致度と前記白ドットの一致度の和を所
   定値で除算した値をマッチング度として算出することを
   特徴とする請求項１記載のパターンマッチング装置。