JPH0474906A - 画像位置ずれ検出方法 - Google Patents

画像位置ずれ検出方法

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JPH0474906A
JPH0474906A JP2186853A JP18685390A JPH0474906A JP H0474906 A JPH0474906 A JP H0474906A JP 2186853 A JP2186853 A JP 2186853A JP 18685390 A JP18685390 A JP 18685390A JP H0474906 A JPH0474906 A JP H0474906A
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JP
Japan
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axis
cumulative
projection pattern
residual
pattern
Prior art date
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Application number
JP2186853A
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English (en)
Inventor
Minoru Ito
稔 伊藤
Toshibumi Watanabe
俊文 渡辺
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大規模半導体集積回路(LSI)パターン、
文字パターン、印刷パターン等における画像間位置合せ
工程中の位置ずれ検出法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、大規模半導体集積回路(LSI)パターン、文字
パターン、印刷パターン等における画像間位置の位置ず
れを検出する方法として、局所相関法がある。この方法
は、基準画像から得られる局所画像をテンプレートとし
、テンプレートを画像上で動かしながら相関値を算出し
、相関が最も高い位置をマツチング状態として位置ずれ
検出するものである。相関関数の与え方により計算量を
減らす試みもされている。残差逐次検定法も、この意味
で相関法の1部もしくはモディファイしたものとみなす
ことができる。
相関法のもつ計算量を飛躍的に少なくした方法として、
画像の2軸方向の累積パターンすなわち累積投影パター
ンを比較する方法がある。この方法を粗調整用手段とし
、微調整と組合せた画像位置合せ方法については、特顕
平2−18899号(画像位置合せ方法)に既に開示さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、この累積投影パターン比較法では、繰り
返しパターン画像に対して周期すれを起こしてしまう可
能性がある。
第4図にその実例を示す。この実例は、LSIパターン
と設計データとを照合する時の位置ずれ補正において周
期ずれを多発した例である。1はLSIの設計パターン
(基準パターン)、2はLSIウェーハの観測パターン
である。但し、観測パターン(対象パターン)2は位置
ずれ補正したパターンで示している。3は設計パターン
1についてX軸方向の累積投影パターンであり、4はY
軸方向の累積投影パターンである。5は観測パターン2
についてX軸方向の累積投影パターンであり、6はY軸
方向の累積投影パターンである。
さて、X軸方向の累積投影パターン3と5. Y軸方向
の累積投影パターン4と6は一致しているが、パターン
そのものを比較すると明らかに周期ずれしていることが
わかる。すなわち、Y軸方向の累積投影パターン4と6
は周期を区別するだけの情報を持っていないことにより
周期ずれが発生したのである。そこで、パターンそのも
のを重ねて相関をとれば周期ずれを識別できるが、毎回
それを実行すれば計算量が多く、前記の累積投影パター
ン法の特徴が半減してしまう。
従って、繰り返しパターンが多い画像の位置ずれ検出に
前記の投影法を使用することができない。
このため、1次元のパターン照合で2次元の画像位置ず
れを検出する方法の開発が望まれていた。
本発明の目的は、1次元投影の比較において、周期性の
あるパターンに対しても正しくずれ量を求めることがで
きる画像位置ずれ検出方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
前述した目的を達成するために、本発明は、類似した対
象画像及び基準画像間の水平及び垂直方向の画像位置ず
れ検出方法であって、夫々の前記画像の同一方向にX軸
及びこのX軸に直交するY軸を定め、4つの座標軸毎に
同一座標軸上の画素値を1次元累積投影パターンとして
算出し、各画像の相対応する1次元累積投影パターンに
ついて、一方の累積投影パターンを移動させながら残差
が極小値となる位置を探し、X軸、Y軸の方向とは異な
る斜め方向累積投影パターンを対象画像と基準画像につ
いて算出し、前記極小値となる位置から計算される斜め
方向累積投影パターンのずれ量だけ、斜め方向累積投影
パターンの位置を補正した後、残差を計算し、該残差が
予め指定した値以下であれば、前記極小値となる位置を
正しい値とし、さもなくば不正値と判定することを最も
主要な特徴とする。
また、類似した対象画像及び基準画像間の水平及び垂直
方向の画像位置ずれ検出方法であって、夫々の前記画像
の同一方向にX軸及びこのX軸に直交するY軸、及びX
軸、Y軸のいずれとも方向を異にする斜め方向軸Z軸を
定め、6つの座標軸毎に同一座標軸上の画素値を1次元
累積パターンとして算出し、各画像の相対応するX軸、
Y軸方向1次元累積投影パターンについて、一方のMM
投影パターンを移動させながら残差が極小値となる位置
を指定範囲内で全て求めて位置ずれ量候補とし、夫々の
候補に対して前記2画像間の2軸方向累積投影パターン
のずれ量を算出して該Z軸方向累積投影パターンを補正
し、残差を求め、残差が最小となる位置ずれ量候補を正
しい位置ずれ量と判定することを特徴とする。
〔作 用〕
前述した手段によれば、X軸方向とY軸方向の累積投影
パターンと、斜め方向の累積投影パターンを2枚の比較
する画像について算出し、X軸方向とY軸方向の累積投
影パターンを夫々について1次元マツチングすることに
より、X軸方向とY軸方向の位置ずれ量の候補を求め、
競合する候補が複数存在する時には夫々の候補について
斜め方向の累積投影パターンの一致度を算出し、それを
評価値として位置ずれ量の候補の正誤を判定するので、
従来のように、繰り返しパターンの多い画像の位置ずれ
量検出誤りを避けることができる。
つまり、1次元投影の比較において、周期ずれの発生を
防止することができる 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
本発明の画像位置ずれ検出方法は、コンピュータ、各種
画像処理装置等の装置によって実施するが、ここではコ
ンピュータを使用する実施例で説明する。
なお、実施例を説明するための企図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
第1図は、本発明の画像位置ずれ検出方法の原理を説明
するための図である。
第1図において、3は設計パターン(基準画像)1(第
4A図)についてX軸方向の累積投影パターンであり、
4はY軸方向の累積投影パターンである。5は観測パタ
ーン(対象画像)2(第4B図)についてX軸方向の累
積投影パターンであり、6はY軸方向の累積投影パター
ンである。7は設計データについて45°斜め方向の累
積投影パターンであり、8はLSIの観測パターンの4
5゜斜め方向の累積投影パターンである。
X軸方向のパターン周期をTx、基本ずれ量をdX、Y
軸方向のパターン周期をTy、基本ずれ量をdyとすれ
ば、X軸方向とY軸方向のずれは、夫々、Δx=dx+
mTx、Δy=d 3’±nTyと表現される。さて、
これらのずれによる斜め方向の累積投影パターン7.8
のずれΔ2は次式で表される。
Δz =f〕x  + A y7・cos(tan−1
Δy/ΔX−θ)但し、θ=π/4、 そこで、X軸方向とY軸方向のずれの候補についてΔ2
を算出し、投影パターン8をΔ2だけずらして投影パタ
ーン7と比較し、残差を算出する。
但し、残差は、例えば、差の絶対値の2乗和を使う。ま
た、ずれ量ΔX、Δyに周期ずれがなければ残差は小さ
い。周期ずれの有無による残差の差は、パターン構造に
依存するが、一般には大きいので判定が容易である。
[実施例1] 第2図は、本発明の画像位置ずれ検出方法の実施例1の
フローチャートである。
本実施例1の画像位置ずれ検出方法は、第2図に示すよ
うに、fR測両画像対象画像)を入力しくステップ10
1)、X軸方向、Y軸方向、斜め45°方向の累積投影
パターンを求め(ステップ102)、一方、基準パター
ン(基準画像)を入力しくステップ103)、そのX軸
方向、Y軸方向、斜め45°方向の累積投影パターンを
求める(ステップ104)。次に、観測パターンと基準
パターンのX軸方向、Y軸方向の累積投影パターンにつ
いて相対位置を変化させ(ステップ105)、残差を算
出しくステップ106)、極小値が残差が予め指定した
値より小さければ(ステップ107)、X軸方向とY軸
方向のずれ量から斜め方向のずれ量を算出しくステップ
108)、ずれ補正後斜め方向累積投影パターンの残差
を求め(ステップ109)、その残差が指定値より小さ
いか否かの判定を行う(ステップ11o)。その判定で
残差が指定値より小さければ、ずれ量を決定しくステッ
プ111)、残差が指定値より大きければ、ステップ1
05に戻る。
[実施例2コ 第3図は、本発明の画像位置ずれ検出方法の実施例2の
フローチャートである。
本実施例2の画像位置ずれ検出方法は、第3図に示すよ
うに、観測画像(対象画像)を入力しくステップ201
)、X軸方向、Y軸方向、斜め方向の累積投影パターン
を求め(ステップ202)、基準パターン(基準画像)
についても同様に入力(ステップ203)及び累積投影
パターン計算(ステップ204)を行う。
次に、観測画像をX、Y方向にずらしていき(ステップ
205)、X軸方向、Y軸方法の累積投影パターンを基
準パターンのそれと比較して残差を算出しくステップ2
06)、その残差が極小値であるか否かを判定しくステ
ップ207)、残差が極小値であれば、ずれ量候補テー
ブルに登録する(208)。こうしてずれ量候補を予め
求めておく。最大ずれ許容量をΔl1aXとすれば、X
軸及びY軸方向について、Δwax/ T x 、Δw
ax/Ty、Δ2taax/ (T x T y )の
個数の候補が求まるはずである。
次に、観測画像のX、Y軸方向の移動が終了か否かを判
定しくステップ209)、移動が終了でなければ、ステ
ップ205に戻る。移動が終了であれば、次のステップ
210に進む。
ステップ210では、各候補について斜め方向ずれ量を
算出し、その量だけずらした斜方向累積投影パターンの
比較を行って、残差を求める(ステップ211,212
)。全ての候補の残差が求まった時、残差が最小となる
ずれ量を検索しくステップ213)、それを正しいずれ
量として決定する(ステップ214)。
斜め方向の投影計算は、X、Y軸方向投影計算の際に行
ったが、斜め方向投影の比較が必要となった時にその都
度求めても構わない。
以上の説明かられかるように、本実施例1,2によれば
、直交するX軸とY軸方向の累積投影パターンを比較し
た結果を斜め投影方向の累積投影パターンの比較で正誤
判定する方法なので1周期性のあるパターンに対しても
正しくずれ量を求めることができる。
また、比較する画像は、2値化画像に限らず、濃淡画像
であっても構わない。但し、比較対象画像と基準画像の
濃度レベルに大きな差がある場合には、残差の評価が容
易ではないので適用が困難となる。
また、斜め投影の軸の角度θは、第1図ではπ/4とし
たが、原理上では、0、π/2を除き。
任意である。但し、一般にはπ/4程度となる方が良い
結果を得ることができる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明によれば、直交するX軸
とY軸方向の累積投影パターンを比較した結果を斜め投
影方向の累積投影パターンの比較で正誤判定することに
より、1次元投影の比較において、周期性のあるパター
ンに対しても正しくずれ量を求めることができる。すな
わち、繰り返しパターンの多い画像の位置ずれ量検出誤
りを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の画像位置ずれ検出方法の原理を説明
するための図、 第2図は1本発明の画像位置ずれ検出方法の実施例1の
フローチャート。 第3図は、本発明の画像位置ずれ検出方法の実施例2の
フローチャート、 第4A図および第4B図は、累積投影パターン比較法を
説明するための図である。 図中、1・・・設計パターン(基準画像)、2・・・観
測パターン(対象画像)、3.5・・・X軸方向の累積
投影パターン、4,6・・・Y軸方向の累積投影パター
ン、7・・・設計データについて45″斜め方向の累積
投影パターン、8・・・LSIの観測パターンの45゜ 斜め方向の累積投影パターン。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)類似した対象画像及び基準画像間の水平及び垂直
    方向の画像位置ずれ検出方法であって、夫々の前記画像
    の同一方向にX軸及びこのX軸に直交するY軸を定め、
    4つの座標軸毎に同一座標軸上の画素値を1次元累積投
    影パターンとして算出し、各画像の相対応する1次元累
    積投影パターンについて、一方の累積投影パターンを移
    動させながら残差が極小値となる位置を探し、X軸、Y
    軸の方向とは異なる斜め方向累積投影パターンを対象画
    像と基準画像について算出し、前記極小値となる位置か
    ら計算される斜め方向累積投影パターンのずれ量だけ、
    斜め方向累積投影パターンの位置を補正した後、残差を
    計算し、該残差が予め指定した値以下であれば、前記極
    小値となる位置を正しい値とし、さもなくば不正値と判
    定することを特徴とする画像位置ずれ検出方法。
  2. (2)類似した対象画像及び基準画像間の水平及び垂直
    方向の画像位置ずれ検出方法であって、夫々の前記画像
    の同一方向にX軸及びこのX軸に直交するY軸、及びX
    軸、Y軸のいずれとも方向を異にする斜め方向軸Z軸を
    定め、6つの座標軸毎に同一座標軸上の画素値を1次元
    累積パターンとして算出し、各画像の相対応するX軸、
    Y軸方向1次元累積投影パターンについて、一方の累積
    投影パターンを移動させながら残差が極小値となる位置
    を指定範囲内で全て求めて位置ずれ量候補とし、夫々の
    候補に対して前記2画像間のZ軸方向累積投影パターン
    のずれ量を算出して該Z軸方向累積投影パターンを補正
    し、残差を求め、残差が最小となる位置ずれ量候補を正
    しい位置ずれ量と判定することを特徴とする画像位置ず
    れ検出方法。
JP2186853A 1990-07-13 1990-07-13 画像位置ずれ検出方法 Pending JPH0474906A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2186853A JPH0474906A (ja) 1990-07-13 1990-07-13 画像位置ずれ検出方法
US07/728,587 US5506917A (en) 1990-07-13 1991-07-11 Thresholding method for segmenting gray scale image, method for determining background concentration distribution, and image displacement detection method
KR1019910012077A KR940007873B1 (ko) 1990-07-13 1991-07-13 그레이 스케일 영상을 분절하기 위한 임계방법, 배경농도 분배를 결정하기 위한 방법 및 영상 변위 탐지방법
US08/551,811 US5555318A (en) 1990-07-13 1995-11-07 Thresholding method for segmenting gray scale image, method for determining background concentration distribution, and image displacement detection method

Applications Claiming Priority (1)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5974231A (en) * 1997-01-30 1999-10-26 Konica Corporation Driving apparatus for printer capable of recording multiple gradation, and printer with driving apparatus
JP2019158362A (ja) * 2018-03-07 2019-09-19 株式会社Screenホールディングス 基板検査装置、基板処理装置および基板検査方法

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