JPH0981747A - 画像処理方法及び位置ずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターンの誤認識のおそれが殆どないと共
に、参照画像データを予め作成する必要のないパターン
マッチング方法を提供する。 【解決手段】 試料の所定領域を撮像手段により撮像
し、得られた画像の中から特定図形の輪郭線を用いた参
照画像情報を作成し、その参照画像情報をメモリに記憶
する（工程Ｂ）。その後、試料の別の領域を撮像手段に
より撮像し、メモリ内の参照画像情報を用いて入力画像
の中から参照画像と最も類似度の高い図形を検出する
（工程Ｄ）。工程Ｂで参照画像情報が作成されるので、
参照画像情報を予め作成する必要がない。また、作成さ
れる参照画像情報は特定図形の輪郭線を用いた情報なの
で、いわゆるパターンマッチングを行なう際に、濃淡と
しての情報が少ない場合等にもパターンの誤認識を生ず
るおそれが殆どない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法及び
位置ずれ検出方法に係り、さらに詳しくは参照画像の作
成方法に特徴を有するパターン・マッチングによる画像
処理方法及びこの画像処理方法を用いた試料の位置ずれ
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、登録された参照画像をその中
に含む入力画像を対象に、この参照画像と入力画像との
パターン・マッチングを行なってこれら参照画像と入力
画像との相対的な位置関係（ずれ）を求める技術は周知
である。このようなパターン・マッチングの手法とし
て、参照画像及び入力画像を２値化することなく濃淡画
像のままで互いの相互相関値を求め、この相互相関値の
最大値から参照画像の入力画像との相対的な位置関係
（ずれ）を求める手法がある。この際、画像の明るさや
コントラストによる影響を除去するため、相互相関値を
画像の平均値と分散値で正規化することが行なわれてい
る。すなわち、上記相互相関値として、参照画像と入力
画像との分散値で、参照画像と入力画像との共分散をし
た相互係数を算出していた。

【０００３】具体的には、相互相関の演算は、入力画像
Ｓと参照画像Ｔについて分散Ｄｓを下記の式（１）によ
り求め、参照画像Ｔの分散値Ｄｔを下記の式（２）によ
り求め、及び画像Ｓ，Ｔの共分散Ｄstを下記の式（３）
により求め、これら求めた分散Ｄｓ、Ｄｔ及び共分散Ｄ
stから相関係数Ｃstを下記の式（４）により算出するこ
とにより行われていた。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、Ｍは相互相関演算を行うべき領域
の画素のＸ方向の個数、ＮはＹ方向の個数であり、入力
画像Ｓと参照画像Ｔとの大きさは等しいものとしてい
る。

【０００６】また、相関係数Ｃstは、−１≦Ｃst≦１の
範囲の値をとり、入力画像Ｓと参照画像Ｔが一致した場
合にはＣst＝１、全く相関のない場合にはＣst＝０の値
をとる。

【０００７】一般に、入力画像Ｓは、参照画像Ｔより大
きく、従って、相互相関をとるべき入力画像Ｃの領域を
参照画像Ｔと等しい大きさに区切り、この区切りを順次
走査して、相関係数 Ｃst が最大値をとる領域を入力画
像Ｓと参照画像Ｔとが一致する箇所としてパターン・マ
ッチングが行なわれる。

【０００８】相互相関演算によるパターン・マッチング
では、パターン全体の濃淡分布の情報をそのまま用い、
これを各画像の特徴としてマッチングが行なわれるの
で、入力画像Ｓと参照画像Ｔとの間に明るさやコントラ
ストの変化があっても比較的確実に認識が行なえるとと
もに、パターンに多少の欠陥があっても認識できる。

【０００９】ところで、レーザ加工装置、露光装置等で
ウエハ等の試料のアライメント（位置合わせ）を行なう
場合、２箇所の画像入力データ中の、予め登録された参
照画像データの位置を求め、２ヵ所でのその位置の差を
求めることにより、アライメントを行なうための回転方
向の位置ずれ（ローテーション誤差）を求める事は広く
行なわれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の相互相関演算による画像処理方法では、上記式
（１）〜（４）までの演算処理が複雑であり、しかも式
（１）から順に、式（２）、式（３）の順で計算し、最
後の式（４）まで計算をしないと相関値が求められない
ため、演算処理時間の短縮化が困難であるという問題点
に加え、パターン全体の濃淡分布の一致を見てパターン
認識を行うものであるため、濃淡としての情報が少ない
場合や、パターンの濃度分布自体が部分的に変化する場
合には、正確な認識が困難になるという不都合があっ
た。

【００１１】また、従来の相互相関演算によるパターン
・マッチングをウエハ等の試料のアライメントに採用す
る場合、予め参照画像データ（テンプレート）を作成
し、装置内に格納し、そのデータを用いて画像処理を行
なうことから、参照画像データをアライメントを行なう
試料毎に予め作成しなければならず、大変に面倒で手間
がかかるという不都合があった。

【００１２】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、パターンの誤認識のおそれが殆
どないと共に、参照画像データを予め作成する必要のな
い画像処理方法を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第２の目的は、試料毎に参
照画像データを予め作成することなく、画像処理により
試料の位置ずれを正確に検出することができる位置ずれ
検出方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る画像処理方法は、試料の所定領域を撮像手段により
撮像する第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中
から特定図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、
その参照画像情報をメモリに記憶する第２工程と；前記
試料の別の領域を撮像手段により撮像する第３工程と；
前記参照画像情報を用いて前記第３工程で得られた入力
画像の中から前記参照画像と最も類似度の高い図形を検
出する第４工程とを含む。

【００１５】これによれば、第１、第２工程の処理によ
り、参照画像情報が作成されるので、参照画像情報を予
め作成する必要がない。また、作成される参照画像情報
は特定図形の輪郭線を用いた情報なので、第４工程の処
理によりこの作成された参照画像情報と最も類似度の高
い図形を第３工程で得られた入力画像の中から検出する
（すなわち、いわゆるパターンマッチングを行なう）際
に、濃淡としての情報が少ない場合や、パターンの濃度
分布自体が部分的に変化する場合であってもこれに影響
されてパターンの誤認識を生ずるおそれが殆どない。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像処理方法において、前記第２工程で作成され、メ
モリに記憶される前記参照画像情報は、前記特定図形の
輪郭を構成する画素数と、前記輪郭を構成する複数の画
素のうちの一つを起点とした各画素に含まれる輪郭線の
方向の情報であり、前記第４工程において、前記入力画
像中の各画素を起点とし、当該起点画素から順番に前記
第２工程でメモリに記憶した方向に隣接する画素中にそ
の方向の輪郭線が存在するか否かを判定すると共に、そ
の方向に輪郭線が存在すると判定された画素数をカウン
トし、カウントされた画素数が最大となる点を起点とす
る画像を最も類似度の高い図形として検出することを特
徴とする。

【００１７】これによれば、パターンの誤認識のおそれ
が殆どなく、参照画像データを予め作成する必要がない
ことに加え、参照画像中の特定図形の輪郭線の方向の情
報に従って隣接する画素中にその方向の輪郭線が存在す
るか（隣接する画素がパターンエッジを構成するか）否
かの簡単な判定を行ない、その方向に輪郭線が存在する
と判定された画素数をカウントし、このような判定、カ
ウントを各画素を起点として行なうだけで、確実に参照
画像である特定の図形に対応する図形を入力画像中から
検出することができる。従って、従来のような相互相関
演算処理が不要である。

【００１８】請求項３に記載の発明に係る位置ずれ検出
方法は、試料が載置されたステージを予め定められた第
１位置まで移動し、この第１位置で所定位置に配置され
た撮像手段により前記試料の所定範囲の領域を撮像する
第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中から特定
図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、その参照
画像情報をメモリに記憶する第２工程と；前記ステージ
を予め定められた第２位置まで移動し、この第２位置で
前記撮像手段により前記試料の別の領域を撮像する第３
工程と；前記参照画像情報を用いて前記第３工程で得ら
れた入力画像の中から前記参照画像と最も類似度の高い
図形を検出すると共に撮像画面内での前記両画像の位置
関係を検出し、この位置関係から試料の位置ずれを検出
する第４工程とを含む。

【００１９】これによれば、第１、第２工程の処理によ
り、参照画像情報が作成されるので、参照画像情報を予
め作成する必要がない。また、作成される参照画像情報
は特定図形の輪郭線を用いた情報なので、第４工程の処
理によりこの作成された参照画像情報と最も類似度の高
い図形を第３工程で得られた入力画像の中から検出する
（すなわち、いわゆるパターンマッチングを行なう）際
に、濃淡としての情報が少ない場合や、パターンの濃度
分布自体が部分的に変化する場合であってもこれに影響
されてパターンの誤認識を生ずるおそれが殆どない。こ
のため、第４工程においていわゆるパターンマッチング
による画像処理により検出された試料上の離れた位置に
ある同一パターン（あるいは同一形状のアライメントマ
ーク）の撮像画面内での位置関係から試料の位置ずれを
確実に検出することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明に係る位置ずれ検出
方法は、試料が載置されたステージを予め定められた第
１位置まで移動し、この第１位置で所定位置に配置され
た撮像手段により前記試料の所定範囲の領域を撮像する
第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中から特定
図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、その参照
画像情報と前記特定の図形の特定の点の撮像画面内での
位置座標をメモリに記憶する第２工程と；前記ステージ
を予め定められた第２位置まで移動し、この第２位置で
前記撮像手段により前記試料の別の領域を撮像する第３
工程と；前記参照画像情報を用いて前記第３工程で得ら
れた入力画像の中から前記参照画像と最も類似度の高い
図形を検出すると共にこの検出した図形の前記特定の点
に対応する点の撮像画面内での位置座標をメモリに記憶
する第４工程と；前記第１位置と前記第２位置の座標
と、前記第２工程でメモリに記憶された前記特定の点の
撮像画面内での位置座標と、前記第４工程でメモリに記
憶された前記特定の点に対応する点の撮像画面内での位
置座標とに基づいて前記試料の回転方向の位置ずれを検
出する第５工程とを含む。

【００２１】これによれば、予め参照画像情報を試料毎
に作成することなく、画像処理（パターンマッチング）
により、試料の回転方向の位置ずれ（ローテーション誤
差）を正確に検出することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図１４
に基づいて説明する。

【００２３】図１には、本発明の画像処理方法及び位置
ずれ方法を実施するための位置ずれ検出装置１０の構成
が概略的に示されている。

【００２４】この位置ずれ検出装置１０は、レーザ加工
装置の一部を構成するものである。この位置ずれ検出装
置１０は、対物レンズ１２、試料としてのウエハＷが載
置されたステージ１４、制御回路１６、ハロゲンランプ
等の照明用光源１８、照明光用光学系２０、ミラー２
２、ハーフミラー２４、ミラー２６、反射光用光学系２
８、図示しないＣＰＵ（central processing unit ：中
央演算処理装置）を内蔵する画像処理装置ブロック６０
を備えている。

【００２５】ここで、この位置ずれ検出装置１０の構成
各部についてその作用とともに説明すると、ステージ１
４は図１における紙面に直交する水平面内を直交２軸方
向（Ｘ、Ｙ方向）に移動可能で、Ｘ、Ｙ方向に直交する
Ｚ軸回りの回転が可能に構成されている。このステージ
１４は、画像処理装置ブロック６０内のＣＰＵを介し
て、制御回路１６及び不図示の干渉計またはエンコーダ
等により位置制御が行われている。照明用光源１８より
出たハロゲンランプ等の光束は、照明光用光学系２０を
通過し、ミラー２２、ハーフミラー２４及びミラー２６
を介して対物レンズ１２に入射し、ウエハＷ上で対物レ
ンズ１２の光軸上の点を中心とする一定半径の円内を照
明するように構成されている。

【００２６】前記の如く、ステージ１４は制御回路１６
及び不図示の干渉計またはエンコーダ等により位置制御
が行われており、ステージ１４を移動することによりウ
エハＷ上の照明光の照射位置も移動する。ウエハＷから
の照明光の反射光即ちウエハ上の回路パターン、あるい
はアライメントマーク等の像の光束は対物レンズ１２を
通過し、ミラー２６で反射された後、ハーフミラー２４
を透過して照明光反射光用光学系２８で拡大されウエハ
Ｗ表面と共役な結像面Ａに結像する。この結像面Ａには
画像処理装置ブロック６０が置かれており、前記結像面
Ａにその受光面が配置された撮像手段としての撮像素子
５０（図２参照）を介して画像処理装置ブロック６０を
構成する画像処理装置３０（図２参照）内に結像画像の
データが取り込まれ、ウエハＷのアライメントの際等に
後述するような画像処理が行なわれる。

【００２７】図２には、画像処理装置ブロック６０の具
体的な構成が示されている。この画像処理装置ブロック
６０は、画像処理装置３０を中心に構成され、この画像
処理装置３０は、中央制御部３２、画像メモリ部３４及
び画像演算処理部３６を有する。そして、中央制御部３
２、画像メモリ部３４、画像演算処理部３６は、それぞ
れシステムバス３８及びデータバス４０を介して相互に
接続されている。中央制御部は３２は、図示しないがＣ
ＰＵを中心にＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成され、画像の
入出力操作、演算処理操作、及び前述した制御回路１６
のコントロール等を行なう。画像処理装置３０のデータ
バス４０には、オペレータが画像の入出力操作をすると
ともに、処理結果を表示するためのアプリケーション部
４２が、インターフェース部４４を介して接続されてい
る。また、ＩＴＶモニタ等の表示装置４６がＤ／Ａコン
バータ４８を介して画像処理装置３０のデータバス４０
に接続されている。更に、ＴＶカメラ等の前述した撮像
素子５０が、Ａ／Ｄコンバータ５２を介して画像処理装
置３０のデータバス４０に接続されている。

【００２８】次に、図３の流れ図に沿って本発明に係る
位置ずれ検出方法を説明する。本発明に係る位置ずれ検
出方法は、図３に示されるように、工程Ａ〜工程Ｅを含
む。以下、各工程について説明する。

【００２９】《工程Ａ》この工程は、予め入力されてい
る座標Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）にステージ１４を移動する工
程である。これは、図示しないレーザ干渉計等のステー
ジ位置計測手段の出力をモニタしつつ、制御回路１６に
より図示しない駆動系が制御されることにより行なわれ
る。この工程Ａの終了後、図３に示されるように、次の
工程Ｂに進む。

【００３０】《工程Ｂ》この工程Ｂは、簡単に言うと、
ステージ１４が座標Ｐ１位置に移動された状態の入力画
像、例えば図４に例示される入力画像中の特定パターン
Ｔの輪郭線（以下、適宜「エッジ」あるいは「パターン
エッジ」と呼ぶ）を構成する複数画素のうちの１つを起
点画素Ｔ（０）とし、前記複数画素それぞれが位置する
エッジの方向を、前記起点画素Ｔ（０）より順番に登録
する工程である。そして、エッジの方向を示すデータ
は、参照画像情報としての参照画像データ（テンプレー
ト）として、中央制御部３２の内部メモリ内に格納され
る。

【００３１】この工程Ｂで撮像される画像データはＸ及
びＹ方向の画素がｍ×ｎ画素（例えば、ｎ＝６４０、ｍ
＝４８０）である。演算処理時間の短縮化のために、ｐ
×ｑ画素で構成される領域に分割される。そして、ｐ×
ｑ画素で構成される領域の平均値で代表する等の演算処
理により、画像データの圧縮平均化が行なわれる。圧縮
前の１画素当たりのウエハＷ上での距離Ｄｒは予め分っ
ており、中央制御部３２内のＲＡＭまたはＲＯＭに格納
されている。よって、ｐ×ｑ画素に圧縮後の１画素当た
りのウエハＷ上での長さＤｘ、Ｄｙは、

【００３２】

【数２】Ｄｘ＝（ｍ／ｐ）Ｄｒ Ｄｙ＝（ｎ／ｑ）Ｄｒ

【００３３】となる。圧縮された画像より求められた参
照画素の起点Ｔ（０）の圧縮後の画像上での座標を（Ｘ
ｔ，Ｙｔ）とする。なお、画像上の座標は左上を（１，
１）とし、Ｘ座標は右側が＋方向、Ｙ座標は下側が＋方
向である。

【００３４】次に、上記工程Ｂの詳細を、ＣＰＵの制御
アルゴリズムを示す図５、図６のフローチャートに沿っ
て具体的に説明する。

【００３５】この制御アルゴリズムがスタートするの
は、次の事前準備が完了したときである。

【００３６】前述した座標Ｐ１の位置にステージ１４が
移動した状態で、撮像素子５０により、参照画像（テン
プレート）とするパターンＴを含むウエハＷ上の領域を
撮像素子５０で撮像する。撮像して得られた画像データ
は、演算処理時間の短縮化の為に、図４に示されるよう
に、ｐ×ｑ画素で構成される領域に分割される。そし
て、ｐ×ｑ画素で構成される領域のデータの平均値で代
表する等の演算処理により、画像データの圧縮平均化が
行なわれる。これにより、事前準備が完了する。

【００３７】まず、最初にステップ１００で初期設定を
行なう。具体的には、起点画素Ｔ（０）の指定及びパラ
メータＮ＝１、Ｃ＝１、Ｖ＝１、Ｎｅｘｔ＝１の初期設
定が行なわれる。

【００３８】ここで、パラメータＮは、起点画素Ｔ
（０）を見つけるのが何回目かを示すパラメータであ
り、Ｎｅｘｔは、後述する指定画素（又は起点画素）が
不適のとき起点画素を次に１個進めるべき方向を指し示
すパラメータであり、Ｃ、ＶはこのＮｅｘｔを定めるた
めのパラメータである。なお、Ｃ、ＶとＮｅｘｔの関係
については、後に詳述する。

【００３９】このステップ１００の初期設定は、次のよ
うにして行なわれる。すなわち、オペレータによる画素
の指定、パラメータの入力を待ち、オペレータがディス
プレイ上の任意の平均化画素を、アプリケーション部４
２の例えばマウス等を用いて指定し、パラメータの設定
値（Ｎ＝Ｃ＝Ｖ＝Ｎｅｘｔ＝１）をキーボードから入力
すると、起点画素Ｔ（０）の座標（Ｘ０，Ｙ０）、パラ
メータＮ、Ｃ、Ｖ、Ｎｅｘｔの初期設定値「１」を中央
制御部３２のＲＡＭ内に記憶する。

【００４０】ここでは、後述するＣ、ＶとＮｅｘｔとの
関係から起点画素Ｔ（０）の座標として（Ｘ０，Ｙ０）
＝（［ｐ／２］，［ｑ／２］）が指定されるものとす
る。この座標は、ｐ×ｑ画素で構成される画像データの
全領域の中心もしくは中心から１画素離れた画素であ
る。ここで、［ ］は演算結果を越えない最大の整数を
表す記号（ガウス記号）である。従って、ＲＡＭ内に
は、起点画素Ｔ（０）の座標（Ｘ０，Ｙ０）＝（［ｐ／
２］，［ｑ／２］）が記憶される。

【００４１】次のステップ１０１では、パラメータＮ＝
１か否かが判断され、この判断が肯定された場合は、ス
テップ１０３に進むが、否定された場合には、ステップ
１０２に進む。最初は、Ｎ＝１であるからステップ１０
３に進み、起点画素Ｔ（０）が適切か否かの判断を行な
う。この判断は、「２≦Ｘ０≦ｐ−１、２≦Ｙ０≦ｑ−
１」が共に成立するか否かにより行なわれる。

【００４２】上記条件が満たされた場合、すなわち起点
画素Ｔ（０）が全体の画像の端にない場合には、起点画
素Ｔ（０）が適切と判断してステップ１０６に移行する
が、この判断が否定された場合には、ステップ１０４に
進み、参照画像データ作成不能であるか否かを判断す
る。このステップ１０４における判断は、次の条件ａ．
及びｂ．の少なくともいずれか一方を満足するか否かに
より行なわれる。

【００４３】ａ．ｐ≧ｑかつ２≦Ｘ０≦ｐ−１ ｂ．ｐ＜ｑかつ２≦Ｙ０≦ｑ−１ そして、上記条件ａ．及びｂ．の少なくともいずれか一
方を満足する場合には、参照画像データ作成不能と判断
して処理を終了する。一方、上記条件ａ．及びｂ．のい
ずれをも満足しない場合は、起点画素Ｔ（０）が不適切
と判断し、ステップ１３８にジャンプする。

【００４４】この一方、ステップ１０１における判断が
否定された場合には、ステップ１０２に進み、起点画素
Ｔ（０）が中央制御部３２のメモリ内に、予め設けてあ
る配列Ｓ（ｐ×ｑ、２）内に既に記録されているか否か
を判断する。すなわち、配列Ｓ内のＮ＝１〜Ｎの範囲に
Ｓ（Ｎ，１）＝Ｘ０かつＳ（Ｎ，２）＝Ｙ０となる箇所
があるか否かを判断する。これは、Ｔ（０）が全体の画
像の端にない場合であっても、それまでに配列Ｓ内に記
録されている画素をＴ（０）とすると、途中で必ず後述
するステップ１１８で指定画素Ｔ（Ｌ）が不適切となる
ため、このような起点画素を排除することとしたのであ
る。

【００４５】従って、このステップ１０２における判断
が肯定された場合は、起点画素Ｔ（０）が不適切と判断
してステップ１３８にジャンプするが、この判断が否定
された場合は、前述したステップ１０３に進む。

【００４６】ステップ１０６では中央制御部３２のメモ
リ内に予め設けてある配列Ｓ（ｐ×ｑ、２）内の、Ｓ
（Ｎ，１）＝Ｘ０、Ｓ（Ｎ，２）＝Ｙ０とした後、ステ
ップ１０８に進む。

【００４７】ステップ１０８では指定された起点画素Ｔ
（０）を中心とした図８に示されるような３×３の計９
個の平均化画素Ａ〜Ｉの各階調値Ｇ（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）の
平均値Ｇｈ（０）を算出する。具体的に図８の中心に位
置する平均化画素Ｅ（起点画素Ｔ（０））がｐ×ｑ画素
で構成される領域内の座標（Ｘ０，Ｙ０）に位置するの
で、その他の平均化画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、
Ｉはそれぞれ（Ｘ０−１，Ｙ０−１）、（Ｘ０，Ｙ０−
１）、（Ｘ０＋１，Ｙ０−１）、（Ｘ０−１，Ｙ０）、
（Ｘ０＋１，Ｙ０）、（Ｘ０−１，Ｙ０＋１）、（Ｘ
０，Ｙ０＋１）、（Ｘ０＋１，Ｙ０＋１）の座標で示す
ことが出来る。

【００４８】ここで、階調値Ｇ（Ａ）は、図８の平均化
画素Ａの階調値を示している。同様に、階調値Ｇ（Ｂ）
は、平均化画素Ｂ、階調値Ｇ（Ｃ）は、平均化画素Ｃ、
階調値Ｇ（Ｄ）は、平均化画素Ｄ、階調値Ｇ（Ｅ）は、
平均化画素Ｅ、階調値Ｇ（Ｆ）は、平均化画素Ｆ、階調
値Ｇ（Ｇ）は、平均化画素Ｇ、階調値Ｇ（Ｈ）は、平均
化画素Ｈ、階調値Ｇ（Ｉ）は、平均化画素Ｉの各階調値
をそれぞれ示す。

【００４９】ステップ１０８の終了後、ステップ１１０
及びステップ１１２に進み、起点画素Ｔ（０）における
方向Ｄ（０）が判定される。方向Ｄ（０）は、起点画素
Ｔ（０）における次に進むべき方向を示している。具体
的には、図７に示されるように、各方向「１」〜「４」
の番号を付して、当該番号に特定される。

【００５０】これを更に詳述すると、ステップ１１０で
は、方向Ｄ（０）が「１」であるか否かが判定される。
本実施例における方向Ｄ（０）の判断は、平均値Ｇｈ
（０）は、輪郭線（エッジ）を構成する画素の階調値に
比べれば必ず大きいか、必ず小さいはずであるから、各
平均化画素の階調値と平均値Ｇｈ（０）との大小を判別
することにより、輪郭線の延びる方向を判別するもので
ある。

【００５１】すなわち、階調値Ｇ（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、
以下の条件のいずれかを満足する場合には、方向Ｄ
（０）が「１」と判定される。

【００５２】(1) Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｅ）＞
Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｆ）＞Ｇｈ（０）の全ての条件を満足
する場合。

【００５３】(2) Ｇ（Ｄ）＜Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｆ）＜Ｇｈ（０）の全ての条件を満足
する場合。

【００５４】ここで、上記条件(1) 又は(2) の何れかを
満足する場合には、当該起点画素Ｔ（０）の方向Ｄ
（０）が「１」の方向か「３」の方向か区別できない。
そこで、本実施例では、「１」の方向を優先させてい
る。なお、「１」の方向でなく、逆に「３」の方向を優
先させてもよい。

【００５５】上記条件(1) 、(2) のいずれをも満足しな
い場合には、ステップ１１２に進む。

【００５６】ステップ１１２では、方向Ｄ（０）が
「４」であるか否かが判定される。すなわち、階調値Ｇ
（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、以下の条件を満足する場合には、
方向Ｄ（０）が「４」と判定される。

【００５７】(3) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｅ）＞
Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｈ）＞Ｇｈ（０）の全ての条件を満足
する場合。

【００５８】(4) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（０）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（０）の全ての条件を満足
する場合。

【００５９】ここで、上記条件(3) 又は(4) の何れかの
条件を満足する場合には、当該起点画素Ｔ（０）の方向
Ｄ（０）が「２」の方向か「４」の方向か区別できな
い。そこで、本実施例では、「４」の方向を優先させて
いる。なお、「４」の方向でなく、逆に「２」の方向を
優先させてもよい。

【００６０】上記条件(3) 、(4) のいずれの条件をも満
足しない場合には、方向Ｄ（０）が「１」、「２」、
「３」、「４」のいずれでもなく、輪郭線を構成しない
ことになるので、起点画素Ｔ（０）が不適切と判断し、
ステップ１３８にジャンプする。上記の条件(1) 〜(4)
のいずれかを満足する場合には、ステップ１１４に進
む。

【００６１】ステップ１１４では、画像データ中の特定
パターンＴの参照画像データ数Ｌを「０」とすると共
に、特定パターンＴのエッジの方向Ｄ（Ｌ）（Ｌ＞０）
を「０」とする。

【００６２】ここで、上記参照画像データ数Ｌは、処理
をする指定画素Ｔ（Ｌ）が、起点Ｔ（０）となる画素、
即ち起点画素Ｔ（０）から数えて何番目の画素にあたる
かを示している。当然のことながら、指定画素Ｔ（０）
は起点画素Ｔ（０）と同一である。

【００６３】また、前記方向Ｄ（Ｌ）は、参照画像デー
タ数Ｌ番目の指定画素Ｔ（Ｌ）における次に進むべき方
向を示している。具体的には、方向Ｄ（Ｌ）は、図７に
示されるように、各方向に「１」〜「４」の番号を付し
て、当該番号により特定される。

【００６４】上記ステップ１１４の処理の終了後、次の
ステップ１１６に進む。

【００６５】ステップ１１６では、前記ステップ１０８
で平均階調値Ｇｈ（０）を求めたと同様にして、参照画
像データ数Ｌ番目の指定画素Ｔ（Ｌ）を中心とした図８
に示されるような３×３の計９個の平均化画素Ａ〜Ｉの
各階調値Ｇ（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）の平均値Ｇｈ（Ｌ）を算出
する。また、指定画素Ｔ（Ｌ）の座標を（ＸＬ，ＹＬ）
とする。

【００６６】次のステップ１１８では、指定画素Ｔ
（Ｌ）が不適切か否かの判断を行なう。これは、結果的
に起点画素Ｔ（０）が不適切か否かの判断を行なうこと
である。このステップ１１８における判断は、以下の２
条件に基づいて行なわれる。

【００６７】(1) ２≦ＸＬ≦ｐ−１、２≦ＹＬ≦ｑ−
１の条件を満足しないか。

【００６８】(2) 配列Ｓ内のＮ＝１〜Ｎの範囲内に、
Ｓ（Ｎ，１）＝ＸＬかつＳ（Ｎ，２）＝ＹＬとなる箇所
があるか。

【００６９】そして、上記条件(1) を満足しない場合
は、画像の端に指定画素があることになる為、指定画素
Ｔ（Ｌ）が不適切、すなわち起点画素Ｔ（０）が不適切
と判断し、ステップ１３８にジャンプする。また、上記
条件(2) に該当する箇所があれば、指定画素Ｔ（Ｌ）が
既に配列Ｓ内に記録されているので、前述したステップ
１０２と同様にこれを排除すべく、指定画素Ｔ（Ｌ）が
不適切、すなわち起点画素Ｔ（０）が不適切と判断し、
ステップ１３８にジャンプする。

【００７０】一方、上記条件(1) 、(2) のいずれをも満
足しない場合には、指定画素Ｔ（Ｌ）が不適切でないの
でステップ１２０に進んで中央制御部３２のメモリ内の
パラメータＮに１を加算（Ｎ←Ｎ＋１）すると共に、Ｓ
（Ｎ，１）＝ＸＬ、Ｓ（Ｎ，２）＝ＹＬのデータを格納
した後、ステップ１２２〜１２８に進み、当該ステップ
１２２〜１２８において指定画素Ｔ（Ｌ）における方向
Ｄ（Ｌ）を判定する。この方向Ｄ（Ｌ）の判定も、方向
Ｄ（０）の判定と同様に、各平均化画素の階調値と平均
値Ｇｈ（Ｌ）との大小に基づいて輪郭線の延びる方向を
判別することにより行なわれる。

【００７１】まず、ステップ１２２では、方向Ｄ（Ｌ）
が「１」であるか否かを判断する。すなわち、各階調値
Ｇ（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、以下の条件ａ〜ｃの計３つの条
件の何れか１つの条件を満足する場合には、方向Ｄ
（Ｌ）は「１」であると判断する。

【００７２】条件ａ (i) Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」の
場合。

【００７３】(ii) Ｇ（Ｄ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「１」の場合。

【００７４】すなわち、上記条件ａの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「１」であり、方向
Ｄ（Ｌ）が直線的に「１」の方向に延びていることがわ
かる。

【００７５】条件ｂ (i) Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」の
場合。

【００７６】(ii) Ｇ（Ｅ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「４」の場合。

【００７７】すなわち、上記条件ｂの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「１」であり、
「４」から「１」に向かってＬ字形に屈曲して、「１」
の方向に延びていることがわかる。

【００７８】条件ｃ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」の
場合。

【００７９】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「２」の場合。

【００８０】すなわち、上記条件ｃの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「１」であり、
「２」から「１」に向かってＬ字形に屈曲して、「１」
の方向に延びていることがわかる。

【００８１】なお、１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方
向Ｄ（Ｌ−１）が「３」の場合について除いたのは、方
向「３」は、方向「１」と逆向きになるので、指定画素
Ｔ（Ｌ）が逆進することがないためである。条件ａ〜ｃ
の計３つの条件の何れをも満足しない場合には、ステッ
プ１２４に進む。

【００８２】ステップ１２４では、方向Ｄ（Ｌ）が
「２」であるか否かを判断する。すなわち、各階調値Ｇ
（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、以下の条件ｄ〜ｆの計３つの条件
の何れか１つの条件を満足する場合には、方向Ｄ（Ｌ）
が「２」であると判断する。

【００８３】条件ｄ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」の
場合。

【００８４】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「２」の場合。

【００８５】すなわち、上記条件ｄの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「２」であり、方向
Ｄ（Ｌ）が直線的に「２」の方向に延びていることがわ
かる。

【００８６】条件ｅ (i) Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」の
場合。

【００８７】(ii) Ｇ（Ｄ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「１」の場合。

【００８８】すなわち、上記条件ｅの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「２」であり、
「１」から「２」に向かってＬ字形に屈曲して、「２」
の方向に伸びていることがわかる。

【００８９】条件ｆ (i) Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」の
場合。

【００９０】(ii) Ｇ（Ｅ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「３」の場合。

【００９１】すなわち、上記条件ｆの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「２」であり、
「３」から「２」に向かってＬ字形に屈曲して、「２」
の方向に伸びていることがわかる。

【００９２】なお、１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方
向Ｄ（Ｌ−１）が「４」の場合について除いたのは、方
向「４」は、方向「２」と逆向きになるので、指定画素
Ｔ（Ｌ）が逆進することがないためである。条件ｄ〜ｆ
の計３つの条件の何れをも満足しない場合には、ステッ
プ１２６に進む。

【００９３】ステップ１２６では、方向Ｄ（Ｌ）が
「３」であるか否かを判断する。すなわち、各階調値Ｇ
（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、以下の条件ｇ〜ｉの計３つの条件
の何れか１つの条件を満足する場合には、方向Ｄ（Ｌ）
が「３」であると判断する。

【００９４】条件ｇ (i) Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」の
場合。

【００９５】(ii) Ｇ（Ｄ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「３」の場合。

【００９６】すなわち、上記条件ｇの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「３」であり、方向
Ｄ（Ｌ）が直線的に「３」の方向に延びていることがわ
かる。

【００９７】条件ｈ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」の
場合。

【００９８】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｄ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「２」の場合。

【００９９】すなわち、上記条件ｈの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「２」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「３」であり、
「２」から「３」に向かってＬ字形に屈曲して、「３」
の方向に延びていることがわかる。

【０１００】条件ｉ (i) Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」の
場合。

【０１０１】(ii) Ｇ（Ｄ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「４」の場合。

【０１０２】すなわち、上記条件ｉの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「３」であり、
「４」から「３」に向かってＬ字形に屈曲して、「３」
の方向に延びていることがわかる。

【０１０３】なお、１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方
向Ｄ（Ｌ−１）が「１」の場合について除いたのは、方
向「１」は、方向「３」と逆向きになるので、指定画素
Ｔ（Ｌ）が逆進することがないためである。条件ｇ〜ｉ
の計３つの条件の何れをも満足しない場合には、ステッ
プ１２８に進む。

【０１０４】ステップ１２８では、方向Ｄ（Ｌ）が
「４」であるか否かを判断する。すなわち、各階調値Ｇ
（Ａ）〜Ｇ（Ｉ）が、以下の条件ｊ〜ｌの計３つの条件
の何れか１つの条件を満足する場合には、方向Ｄ（Ｌ）
が「４」であると判断する。

【０１０５】条件ｊ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｈ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」の
場合。

【０１０６】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｈ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「４」の場合。

【０１０７】すなわち、上記条件ｊの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「４」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が４であり、方向Ｄ
（Ｌ）が直線的に「４」の方向に延びていることがわか
る。

【０１０８】条件ｋ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｄ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」の
場合。

【０１０９】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｄ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「１」の場合。

【０１１０】すなわち、上記条件ｋの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「１」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「４」であり、
「１」から「４」に向かってＬ字形に屈曲して、「４」
の方向に延びていることがわかる。

【０１１１】条件ｌ (i) Ｇ（Ｂ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＞Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ
（Ｆ）＞Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足し、かつ１つ前
の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」の
場合。

【０１１２】(ii) Ｇ（Ｂ）＜Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｅ）＜
Ｇｈ（Ｌ）、Ｇ（Ｆ）＜Ｇｈ（Ｌ）の全ての条件を満足
し、かつ１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−
１）が「３」の場合。

【０１１３】すなわち、上記条件ｌの(i) または(ii)の
いずれかの条件を満足する場合には、１つ前の指定画素
Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）が「３」で、かつ当該
指定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「４」であり、
「３」から「４」に向かってＬ字形に屈曲して、「４」
の方向に延びていることがわかる。

【０１１４】なお、１つ前の指定画素Ｔ（Ｌ−１）の方
向Ｄ（Ｌ−１）が「２」の場合について除いたのは、方
向「２」は、方向「４」と逆向きになるので、指定画素
Ｔ（Ｌ）が逆進することがないためである。条件ｊ〜ｌ
の計３つの条件の何れをも満足しない場合には、当該指
定画素Ｔ（Ｌ）の方向Ｄ（Ｌ）が「１」、「２」、
「３」、「４」のいずれでもない、すなわち輪郭線がい
ずれの方向にも延びていないことになるので、起点画素
Ｔ（０）が不適切と判断し、ステップ１３８に移行す
る。

【０１１５】前記ステップ１２２〜１２８において、各
条件ａ〜ｌのいずれかを満足する場合には、ステップ１
３０に進む。

【０１１６】ステップ１３０では指定画素Ｔ（Ｌ）を方
向Ｄ（Ｌ）に従って平均化画素の１個分、移動する。

【０１１７】次のステップ１３２では参照画像データ数
Ｌの値に「１」を加算（Ｌ←Ｌ＋１）することで、指定
画素Ｔ（Ｌ）が平均化画素の１個分移動したことを明示
する。

【０１１８】次のステップ１３４では、指定画素Ｔ
（Ｌ）が起点画素Ｔ（０）の位置まで戻り、特定パター
ンＴのパターンエッジに沿って一巡したか否かを判定す
る。そして、指定画素Ｔ（Ｌ）が一巡していないため、
このステップ１３４における判断が否定された場合に
は、ステップ１１６に戻り、上記処理・判断を繰り返
す。一方、指定画像Ｔ（Ｌ）が一巡し、このステップ１
３４における判断が肯定された場合には、ステップ１３
６に進む。

【０１１９】ステップ１３６では、参照画像データ数Ｌ
と、起点画素Ｔ（０）の方向Ｄ（０）から順番に、指定
画素Ｔ（１）の方向Ｄ（１）、指定画素Ｔ（２）の方向
Ｄ（２）、……起点画素Ｔ（０）の手前に位置する指定
画素Ｔ（Ｌ−１）の方向Ｄ（Ｌ−１）を記憶する。すな
わち、参照画像データ数Ｌと、方向Ｄ（０）、……Ｄ
（Ｌ−１）を参照画像データ（参照画像情報）として、
中央制御部３２のメモリ内に格納する。

【０１２０】例えば、図４に示される特定パターンＴを
例に挙げると、そのエッジを構成する参照画像データ数
Ｌは、「２０」となる。また、参照画像データの方向
は、「４、１、１、１、２、２、２、１、１、２、２、
３、３、３、４、４、３、３、４、４」となる。このス
テップ１３６の処理の後、本ルーチンの一連の処理を終
了する。

【０１２１】上記ステップ１０２、１０４、１１２、１
１８、１２８の結果、起点画素Ｔ（０）又は指定画素Ｔ
（Ｌ）が不適切である場合は、ステップ１３８に進む
が、このステップ１３８では、起点画素Ｔ（０）をパラ
メータＮｅｘｔに示された方向に従って平均化画素の１
個分、移動した後、ステップ１４０に進む。

【０１２２】このステップ１４０では、以下の１．〜
４．の演算を行なってパラメータＣ、Ｖ、Ｎｅｘｔを設
定する。すなわち、 １．Ｎｅｘｔ＝１の場合 Ｖ＝１の場合：Ｎｅｘｔ＝２とする Ｖ＝Ｃとする Ｖ≠１の場合：Ｎｅｘｔ＝１とする Ｖ＝Ｖ−１とする ２．Ｎｅｘｔ＝２の場合 Ｖ＝１の場合：Ｎｅｘｔ＝３とする Ｃ＝Ｃ＋１とする Ｖ＝Ｃとする Ｖ≠１の場合：Ｎｅｘｔ＝２とする Ｖ＝Ｖ−１とする ３．Ｎｅｘｔ＝３の場合 Ｖ＝１の場合：Ｎｅｘｔ＝４とする Ｖ＝Ｃとする Ｖ≠１の場合：Ｎｅｘｔ＝３とする Ｖ＝Ｖ−１とする ４．Ｎｅｘｔ＝４の場合 Ｖ＝１の場合：Ｎｅｘｔ＝１とする Ｃ＝Ｃ＋１とする Ｖ＝Ｃとする Ｖ≠１の場合：Ｎｅｘｔ＝２とする Ｖ＝Ｖ−１とする

【０１２３】このステップ１４０におけるＣ，Ｖ，Ｎｅ
ｘｔの設定が、繰り返し行なわれると、起点画素Ｔ
（Ｏ）は、図９に示されるように、点（［ｐ／２］，
［ｑ／２］）を始点として渦巻きの方向に移動するよう
になる。即ち、Ｎｅｘｔは、（「１」、「２」、
「３」、「３」、「４」、「４」、「１」、「１」、
「１」、「２」、「２」、「２」、………）の順に設定
される。このような順序でＮｅｘｔの方向を設定するた
めにパラメータＣ，Ｖが用いられている。すなわち、こ
れらのパラメータＣ，Ｖは、簡単に言うと、何画素分同
一方向に起点画素Ｔ（Ｏ）を進めるかを規定するパラメ
ータである。

【０１２４】このようにして、パラメータＣ、Ｖ、Ｎｅ
ｘｔを設定後、ステップ１０１に戻り、以後上記処理・
判断を繰り返す。

【０１２５】以上のように、本ルーチンでは、ステップ
１０１〜１４０の処理・判断が繰り返し行なわれること
により、ステップ１０４において、参照画像データ作成
不能とならない限りは、最終的に参照画像データ（テン
プレート）が作成され、作成された参照画像データがス
テップ１３６で中央制御部３２のメモリ内に格納された
後、本ルーチンの一連の処理が終了する。なお、データ
作成不能となった場合は、強制終了される。

【０１２６】上記工程Ｂの終了後、図３に示されるよう
に、次の工程Ｃに進む。

【０１２７】《工程Ｃ》この工程Ｃは、予め入力されて
いる座標Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）にステージ１４を移動する
工程である。これは、図示しないレーザ干渉計等のステ
ージ位置計測手段の出力をモニタしつつ、制御回路１６
によって図示しない駆動系が制御されることにより行な
われる。ここで、工程Ａと工程Ｂのステージの移動位置
Ｐ１とＰ２の関係について、簡単に説明すれば、アライ
メント終了時はＰ１位置とＰ２位置で得られる画像は同
一画像となるはずの点の座標が、座標Ｐ１、Ｐ２として
予め入力されている。ウエハＷでは、例えば、Ｐ１とＰ
２はウエハＷ内に形成されたチップの長さの整数倍離れ
た位置関係にある。

【０１２８】上記工程Ｃの終了後、図３に示されるよう
に、次の工程Ｄに進む。

【０１２９】《工程Ｄ》この工程Ｄは、前記工程Ｂで参
照画像データが作成された参照画像が座標位置Ｐ２にス
テージ１４が移動したときに撮像された入力画像中のど
こにあるかを判定する工程である。

【０１３０】すなわち、この工程Ｄは、図１１に例示さ
れる入力画像中の各画素を始点とし、該始点となる画素
から順番に前記工程Ｂで登録した方向に隣接する画素が
パターンエッジを構成するか否かを判定すると共に、パ
ターンエッジを構成すると判定された画素の個数をカウ
ントした後、カウントされた画素の個数が最大となる始
点の位置に基づいて、前記入力画素に含まれる複数のパ
ターンの中から、前記特定パターンＴを検出する工程で
ある。この工程Ｄにおいては、最終的に参照画像の起点
画素Ｔ（０）に相当する入力画像中の特定の画素（始点
画素）の座標（Ｘｓ，Ｙｓ）が求められる。

【０１３１】ここで、この工程Ｄについて、ＣＰＵの制
御アルゴリズムを示す図１０のフローチャートに沿って
説明する。この制御アルゴリズムがスタートするのは、
次の事前準備が完了したときである。

【０１３２】すなわち、図１１に例示される入力画像が
撮像素子５０で撮像され、その入力画像データがＡ／Ｄ
コンバータ５２を介して画像処理装置３０に送出され、
その画像メモリ部３４内に格納される。そして、この格
納された入力画像データが、画像処理装置３０内部の画
像演算処理部３６で、参照画像データと同様に、圧縮平
均化される。ここでも、先に参照画像データの箇所で説
明したのと同様に、図１１に示されるように、入力画像
データがｐ×ｑ画素で構成される領域に分割され、該ｐ
×ｑ画素で構成される領域のデータの平均値で代表する
等の演算処理により、入力画像データの圧縮平均化が行
われる。これにより、事前準備が完了する。

【０１３３】まず、ステップ２００で入力画像データ中
の１つの平均化画素を始点（Ｘｉ，Ｙｊ）として特定す
る。

【０１３４】ここで、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）とは、一度も
始点とされていない、平均化画素のメモリ上での座標を
示す。なお、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）の特定は、入力画像デ
ータ中の平均化画素の全てについて行われる。但し、処
理範囲が入力画像データの範囲を越えてしまう場合に
は、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）の特定対象から除かれる。例え
ば、図１１に例示される入力画像でいえば、ｐ×ｑ画素
で構成される領域中の（ｐ＝１，ｑ＝１）の座標で表せ
る平均化画素を起点とした場合には、参照画像データの
方向、例えば「４」の方向に移動した際に、入力画像デ
ータの範囲を越えてしまうことが明らかであるので、こ
のような平均化画素は予め始点の特定対象から除かれて
いる。

【０１３５】次のステップ２０２では初期化が行われ
る。具体的には、参照画像データの番地ｎを「１」とす
るとともに、相関値Ｓ（ｉ，ｊ）を「０」とする。

【０１３６】ここで、参照画像データの番地ｎには、方
向が記憶されている。すなわち、図４に示される特定パ
ターンＴを例に挙げると、その参照画像データの番地ｎ
の１番目には、方向「４」が記憶されている。また、相
関値Ｓ（ｉ，ｊ）とは、後述する明暗判定により明暗有
りと判定された画素数の累積値である。

【０１３７】上記ステップ２０２の初期化の終了後、ス
テップ２０４に進む。

【０１３８】ステップ２０４では、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）
とした入力画像データの平均化画素についての明暗の有
無を判定する。

【０１３９】ここで、この始点画素の明暗判定について
説明する。

【０１４０】まず、図１２に示されるように、中心とな
る平均化画素からそれぞれ前後ｎ個離れた位置の、中心
となる平均化画素を除いた計２ｎ個の平均化画素の階調
をそれぞれ求める。ここで、中心となる平均化画素の前
後とは、参照画像のエッジの方向に基づいて決定され、
該方向に直交する方向を指している。具体的には、図１
４に示されるように、中心となる平均化画素に対応する
参照画像のエッジの方向が縦方向、すなわち上下方向に
延びている場合には、その横方向、すなわち左右方向に
位置する。これに対し、中心となる平均化画素に対応す
る参照画像のエッジの方向が横方向、すなわち左右方向
に延びている場合には、その縦方向、すなわち上下方向
に位置する。

【０１４１】前記ｎ個とは、図１２の例では、ｎ＝４に
設定されている。このため、中心となる平均化画素から
前後４個分、離れた計８個の平均化画素の階調がそれぞ
れ求められる。ここでは、階調は、８ビットデータで表
され、計２５６階調となる。

【０１４２】次に、求めた計２ｎ個の平均化画素の階調
データのうちから、最大値と最小値とを抽出し、抽出し
た最大値と最小値との差Ｒ0 、すなわち階調差を求め
る。

【０１４３】そして、求めた差Ｒ0 が基準値Ｔｈの最低
値Ｔｈmin 以上であるか否かを判断することにより、始
点画素の明暗の有無を判断するのである。最低値Ｔｈ m
inは、例えば本実施例の８ビットの２５６階調では、そ
の１割程度の２０程度に設定されている。

【０１４４】そして、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）における差Ｒ
0 が、基準値Ｔｈの最低値Ｔｈmin以上のときは、明暗
有りと判断してステップ２０６に進み、現在の相関値Ｓ
（ｉ，ｊ）に「１」を加算（Ｓ（ｉ，ｊ）←Ｓ（ｉ，
ｊ）＋１）した後、ステップ２０８に進む。一方、差Ｒ
0 が基準値Ｔｈの最低値Ｔｈmin 未満の場合には、当該
始点（Ｘｉ，Ｙｊ）に基づく以後の明暗の有無の判定処
理を断念し、ステップ２２２に移行する。すなわち、差
Ｒ0 が基準値Ｔｈの最低値Ｔｈmin 未満の場合には、当
該始点（Ｘｉ，Ｙｊ）の位置の平均化画素には、参照画
像データの特定パターンＴの起点画素Ｔ（０）と比較す
べき、パターンエッジが存在しないことが明らかなた
め、当該始点（Ｘｉ，Ｙｊ）に基づく以後の明暗の有無
の判定処理を断念することとしたものである。

【０１４５】ステップ２０８では基準値Ｔｈを決定す
る。ここでは、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）における差Ｒ0 と最
低値Ｔｈmin との大きい方を基準値Ｔｈと決定する。す
なわち、基準値Ｔｈは、次の関係式で表される。

【０１４６】

【数３】Ｔｈ＝ｍａｘ（Ｒ0，Ｔｈmin）

【０１４７】なお、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）における差Ｒ0
は、先のステップ２０４の判断により最低値Ｔｈmin 以
上であることが明らかなので、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）にお
ける差Ｒ0 の値をそのまま基準値Ｔｈと考えても差し支
えない。

【０１４８】上記ステップ２０８の基準値Ｔｈの決定の
後、ステップ２１０に進み、明暗の判定の中心となる平
均化画素を、参照画像データのｎ番地に記憶された方向
に従って、平均化画素１個分だけ移動する。例えば、図
４に示される特定パターンＴを例に挙げると、その参照
画像データの１番目には、方向「４」が記憶されてい
る。このため、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）に位置する平均化画
素を、図１１において上方に１個分だけ移動する。

【０１４９】次のステップ２１２では参照画像データの
現在の番地ｎに「１」を加算（ｎ←ｎ＋１）した後、ス
テップ２１４に進んで参照画像データの現在の番地ｎが
参照画像データ数の総数Ｌに一致したか否かを判断す
る。すなわち、一周分の明暗の有無の判定処理が終了し
たか否かを判断するのである。

【０１５０】そして、参照画像データの番地ｎが参照画
像データ数の総数Ｌを越えた場合、すなわち当該始点
（Ｘｉ，Ｙｊ）に基づく一周分の明暗の有無の判定処理
が終了した場合には、ステップ２２２に移行する。一
方、参照画像データの番地ｎが参照画像データ数の総数
Ｌを越えていない場合には、一周分の明暗の有無の判定
処理が終了していないので、次のステップ２１６に進
む。

【０１５１】ステップ２１６では、先のステップ２１０
で移動した平均化画素の明暗の有無を判断する。このス
テップ２１６における平均化画素の明暗の有無の判断
は、前述した始点画素の明暗判断のときと同様に、当該
平均化画素を中心とする計２ｎ個の平均化画素の階調デ
ータのうちの最大値と最小値を抽出し、この最大値と最
小値との差Ｒを求め、この差（階調差）Ｒと上記ステッ
プ２０８で特定された基準値Ｔｈとを比較して、明暗の
有無を判断する。

【０１５２】そして、明暗有りの場合には、次のステッ
プ２１８に進み、現在の相関値Ｓ（ｉ，ｊ）に「１」を
加算（Ｓ（ｉ，ｊ）←Ｓ（ｉ，ｊ）＋１）した後、ステ
ップ２２０に進むが、明暗無しの場合には、ステップ２
１８をスキップしてステップ２２０に移行する。

【０１５３】ステップ２２０では、現在の相関値Ｓ
（ｉ，ｊ ）と予め設定された最低値Ｓmin との比較に
基づいて明暗の有無の判定処理を継続するか否かを判断
する。

【０１５４】ここで、Ｓmin は、参照画像の特定パータ
ンの大きさに関係なく、入力画像のパターンマッチング
度が判定できるように、明暗有りと判定される平均化画
素の割合で設定され、例えば０．７〜０．８以上の値が
設定されている。

【０１５５】そして、このステップ２２０における現在
の相関値Ｓ（ｉ，ｊ ）と予め設定された最低値Ｓmin
との比較は、次式に基づいてなされる。

【０１５６】

【数４】ｎ−Ｓ（ｉ，ｊ）＜Ｌ（１−Ｓmin）

【０１５７】上式の左辺により、現在の明暗無しと判定
された平均化画素数が求められる。例えばＮ＝２で、現
在の相関値Ｓ（ｉ，ｊ）が「１」であれば、左辺の値
は、「１」となり、現在の明暗無しと判定された平均化
画素数は、１個となる。したがって、左辺の値は、平均
化画素が移動する度に変化する可能性がある。

【０１５８】また、上式の右辺により、最低値Ｓmin に
基づいた最終的に明暗無しと判定される平均化画素数が
求められる。例えば、Ｓmin ＝０．８と設定し、図４に
例示する参照画像データの特定パターンＴを例に挙げる
と、Ｌ＝２０であるので、右辺の値は、「４」となり、
明暗無しと判定される平均化画素数が４個となる。

【０１５９】そして、上式を満足しない場合には、相関
が低いと判断し、当該始点（Ｘｉ，Ｙｊ）に基づく以後
の明暗の有無の判定処理を中止してステップ２２２に移
行する。一方、上式を満足する場合には、相関が低くな
いと判断し、ステップ２１０に戻り、上記処理・判断を
繰り返すことにより、当該始点（Ｘｉ，Ｙｊ）に基づく
以後の明暗の有無の判定処理を継続する。

【０１６０】前述した如く、ステップ２０４で始点（Ｘ
ｉ，Ｙｊ）における明暗が無い場合、ステップ２１４で
一周分の明暗の有無の判定処理が終了している場合、ス
テップ２２０で相関が低いと判断された場合には、各々
ステ ップ２２２に進むが、このステップ２２２では、
現在の始点数Ｍから「１ 」を減算（Ｍ←Ｍ−１）す
る。

【０１６１】ここで、始点数Ｍは、入力画像データ中の
始点（Ｘｉ，Ｙｊ）として特定できる平均化画素の総数
であり、予め設定されている。すなわち、始点（Ｘｉ，
Ｙｊ）の特定は先に説明したように、入力画像データ中
の平均化画素の全てについて行われる。このため、図１
１に例示される入力画像で言えば、ｐ×ｑ画素で構成さ
れているため、始点数Ｍは、ｐ×ｑ個になる。しかし、
処理範囲が入力画像データの範囲を越える場合には、予
め始点（Ｘｉ，Ｙｊ）から除かれるため、これらの除か
れた始点数を引いた数が、始点数Ｍとなる。

【０１６２】上記ステップ２２２の処理の後、ステップ
２２４に進んで現在の始点数Ｍ＝０であるか否かを判断
することにより、入力画像データ中の始点（Ｘｉ，Ｙ
ｊ）とすべき全ての平均化画素について明暗の判定処理
が終了した否かを判断する。

【０１６３】そして、現在の始点数Ｍが「０」になった
場合には、入力画像データ中の始点（Ｘｉ，Ｙｊ）とす
べき全ての平均化画素について明暗の判定処理が終了し
たものと判断し、ステップ２２８に進む。一方、現在の
始点数Ｍが「０」になっていない場合には、ステップ２
２６に進んで一度も始点（Ｘｉ，Ｙｊ）とされていな
い、残る平均化画素に始点を移動し、その後、ステップ
２００に戻り、当該新たな始点（Ｘｉ，Ｙｊ）について
上記手順に従って明暗の有無の判定処理を行う。

【０１６４】上記ステップ２００〜ステップ２２６の処
理・判断の繰り返しにより、入力画像データ中の始点
（Ｘｉ，Ｙｊ）とすべき全ての平均化画素について明暗
の判定処理が終了すると、ステップ２２４の判断が肯定
されてステップ２２８に進むが、この段階では、各始点
（Ｘｉ，Ｙｊ）毎の相関値Ｓ（ｉ，ｊ）がメモリに記憶
されている。そこで、このステップ２２８では、メモリ
に記憶された各始点（Ｘｉ，Ｙｊ）毎の相関値Ｓ（ｉ，
ｊ）同士を比較し、その最大値を求める。その結果、最
大値を得た当該始点（Ｘｓ，Ｙｓ）を、参照画像データ
の特定パターンＴの起点画像Ｔ（０）に一 致したもの
と判断する。その後、本ルーチンの一連の処理を終了す
る。

【０１６５】なお、上記ステップ２０４、２１６におけ
る始点として特定された平均化画素、移動後の平均化画
素の明暗の有無判断は、次のようにして行なっても良
い。

【０１６６】すなわち、まず、先に説明したと同様の手
順で、図１３に示されるように、計２ｎ個の平均化画素
の階調データａ〜ｊをそれぞれ求め、求めた階調データ
ａ〜ｊを、下記の式に従って平滑化微分を行なう。

【０１６７】

【数５】 Ａ＝｜（ｃ−ｅ）+２（ｂ−ｆ）+３（ａ−ｇ）｜ Ｂ＝｜（ｄ−ｆ）+２（ｃ−ｇ）+３（ｂ−ｈ）｜ Ｃ＝｜（ｅ−ｇ）+２（ｄ−ｈ）+３（ｃ−ｉ）｜ Ｄ＝｜（ｆ−ｈ）+２（ｅ−ｉ）+３（ｄ−ｊ）｜

【０１６８】次に、求めた平滑化微分データＡ〜Ｄのう
ちから、最大値と最小値とを抽出し、抽出した最大値と
最小値との差Ｒを求める。

【０１６９】そして、求めた差Ｒと予め設定された基準
値Ｔｈとを比較して、先に説明した方法と同様に、明暗
有り・無しを決定する。この場合は、上記ステップ２０
８において、始点（Ｘｉ，Ｙｊ）を中心として求められ
た平滑化微分データの最大値と最小値との差Ｒ0 とＴｈ
min との大きい方が上記基準値Ｔｈとして特定されるこ
とになる。

【０１７０】上述したような工程Ｄの終了後、次の工程
Ｅに進む。

【０１７１】《工程Ｅ》この工程Ｅは、ウエハＷのアラ
イメントを行なう際にステージ１４のθ方向（回転方
向）の位置ずれ（ローテションの誤差）を求める工程で
ある。回転角度θは、既知のデータＤｘ、Ｄｙ、Ｘ１、
Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２、Ｘｔ、Ｙｔ、Ｘｓ、Ｙｓより容易に
求めることが出来る。

【０１７２】すなわち、θ１をアライメント終了時のＰ
１とＰ２のＸ座標（Ｙ＝０の直線）に対する角度、θ２
をアライメント前のＰ１とＰ２のＸ座標に対する角度と
すると、次式が成立する。

【０１７３】

【数６】

【０１７４】従って、上式によりθ１、θ２を求め、両
者の差により、ウエハＷ（試料）の回転方向の位置ずれ
を求めることができ、これに基づいて当該位置ずれ量が
零となるようにステージ１４が制御回路１６により図示
しない駆動系を介して駆動されることにより、いわゆる
ローテーションが補正され、アライメント処理は全て終
了する。なお、ローテーションの補正量は、ステージ１
４の回転軸の位置により異なる。

【０１７５】以上詳細に説明したように、本実施例によ
ると、撮像された画像の中から特定図形の輪郭線を用い
た参照画像データ（テンプレート）を自動作成してお
り、予め参照画像データの作成を行ない、装置内に記憶
させておく必要がない。また、輪郭線を用いてパターン
・マッチングを行なっており、濃淡情報は用いていない
ことから、線画による輪郭のみからなる画像等の濃淡と
しての情報が少ない場合や、パターンの濃度分布自体が
部分的に変化する場合であっても、従来の正規化相互相
関演算によるパターンマッチングの手法にように誤認識
する恐れが少なく、しかも参照画像が示す輪郭線（エッ
ジ）の方向に沿って入力画像の輪郭線の有無を判定する
ことから、従来の正規化相互相関演算のような複雑な演
算が不要となり、演算処理を簡素化でき、迅速なパター
ン認識を行うことができ、これにより高速で確実なアラ
イメントを行なうことが出来る。

【０１７６】また、上記実施例によると、演算処理の途
中で相関が低いと判断された場合は、演算処理を中止
し、別の平均化画素を起点とする演算処理に移ることに
より、無駄な演算処理時間を省くことができる。これに
加え、隣接する複数の画素のそれぞれ求めた複数の階調
値の最大値と最小値に基づいて、パターンエッジの判定
を行っているので、入力画像の明るさやコントラストに
よる影響をも除去することができる。

【０１７７】さらに、平均化画素の濃淡の有無の判別に
際し、前述した如く、隣接する複数の画素のそれぞれ求
めた各階調値に基づいて平滑化微分をそれぞれ行う場合
には、入力画像の明るさやコントラストによる影響を確
実に除去することができるばかりでなく、エッジがぼや
けている場合にも、当該エッジの有無を確実に判定する
ことができる。

【０１７８】なお、上記実施例中の説明では、ウエハＷ
（試料）の回転方向の位置ずれを検出する場合について
説明したが、Ｄｘ、Ｄｙ、Ｘｔ、Ｙｔ、Ｘｓ、Ｙｓによ
り、ＸＹ２次元方向の位置ずれを検出することができる
ことはいうまでもない。

【０１７９】また、上記実施例では、参照画像データ、
入力画像データともに圧縮平均化する場合を例示した
が、これは演算時間の短縮化等のためにこのようにして
ものであって、本発明方法の本質的な要件ではない。

【０１８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、参照画像情報を予め作成する必要がない
と共に、濃淡としての情報が少ない場合や、パターンの
濃度分布自体が部分的に変化する場合であってもこれに
影響されてパターンの誤認識を生ずるおそれが殆どない
という従来にない優れた効果がある。

【０１８１】特に、請求項２に記載の発明によれば、上
記効果に加え、従来のような複雑な相互相関演算処理が
不要となり、演算処理を簡素化でき、これにより迅速な
パターン認識が可能となる。

【０１８２】また、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、試料毎に予め参照画
像情報を作成することなく、画像処理（パターンマッチ
ング）により試料の位置ずれを正確に検出することがで
きるという効果がある。

【０１８３】更に、請求項４に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、参照画像情報を試料
毎に予め作成することなく、画像処理（パターンマッチ
ング）により、試料の回転方向の位置ずれ（ローテーシ
ョン誤差）を正確に検出することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像処理方法及び位置ずれ検出
方法を実施するための位置ずれ検出装置の概略構成を示
す図である。

【図２】 図１の画像処理装置ブロックの具体的構成を
示すブロック図である。

【図３】 本発明に係る位置ずれ検出方法の処理の流れ
を示す図である。

【図４】参照画像の一例を示す説明図である。

【図５】 図３の工程Ｂの具体的内容を説明するための
図であって、ＣＰＵの制御アルゴリズムを示すフローチ
ャートの一部を示す図である。

【図６】図５のフローチャートの残りの一部を示す図で
ある。

【図７】図４の参照画像の輪郭線（エッジ）の方向を示
す説明図である。

【図８】参照画像のエッジの方向の判別方法を説明する
ための図であって、３×３の合計９個の平均化画素を拡
大して示す図である。

【図９】図６のステップ１４０で設定されるパラメータ
Ｃ、Ｖと、パラメータＮｅｘｔとの関係を説明するため
の図であって、パラメータＮｅｘｔの設定に応じて起点
画素Ｔ（０）が移動する軌跡を示す図である。

【図１０】図３の工程Ｄの具体的内容を説明するための
図であって、ＣＰＵの制御アルゴリズムを示すフローチ
ャートである。

【図１１】入力画像の一例を示す説明図である。

【図１２】入力画像を構成する平均化画素の明暗の有無
を判定する方法を説明するための図である。

【図１３】入力画像を構成する平均化画素の明暗の有無
を判定するその他の方法を説明するための図である。

【図１４】上記の入力画像を構成する平均化画素の明暗
判定における平均化画素の前後の意義を説明するための
図である。

【符号の説明】

１４ ステージ ３０ 画像処理装置 ３２ 中央制御部 ３４ 画像メモリ部 ３６ 画像演算処理部 ５０ 撮像素子（撮像手段） Ｗ ウエハ（試料）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料の所定領域を撮像手段により撮像す
   る第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中から特
   定図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、その参
   照画像情報をメモリに記憶する第２工程と；前記試料の
   別の領域を撮像手段により撮像する第３工程と；前記参
   照画像情報を用いて前記第３工程で得られた入力画像の
   中から前記参照画像と最も類似度の高い図形を検出する
   第４工程とを含む画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記第２工程で作成され、メモリに記憶
   される前記参照画像情報は、前記特定図形の輪郭を構成
   する画素数と、前記輪郭を構成する複数の画素のうちの
   一つを起点とした各画素に含まれる輪郭線の方向の情報
   であり、 前記第４工程において、前記入力画像中の各画素を起点
   とし、当該起点画素から順番に前記第２工程でメモリに
   記憶した方向に隣接する画素中にその方向の輪郭線が存
   在するか否かを判定すると共に、その方向に輪郭線が存
   在すると判定された画素数をカウントし、カウントされ
   た画素数が最大となる点を起点とする画像を最も類似度
   の高い図形として検出することを特徴とする請求項１に
   記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 試料が載置されたステージを予め定めら
   れた第１位置まで移動し、この第１位置で所定位置に配
   置された撮像手段により前記試料の所定範囲の領域を撮
   像する第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中か
   ら特定図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、そ
   の参照画像情報をメモリに記憶する第２工程と；前記ス
   テージを予め定められた第２位置まで移動し、この第２
   位置で前記撮像手段により前記試料の別の領域を撮像す
   る第３工程と；前記参照画像情報を用いて前記第３工程
   で得られた入力画像の中から前記参照画像と最も類似度
   の高い図形を検出すると共に撮像画面内での前記両画像
   の位置関係を検出し、この位置関係から試料の位置ずれ
   を検出する第４工程を含む位置ずれ検出方法。
4. 【請求項４】 試料が載置されたステージを予め定めら
   れた第１位置まで移動し、この第１位置で所定位置に配
   置された撮像手段により前記試料の所定範囲の領域を撮
   像する第１工程と；前記第１工程で得られた画像の中か
   ら特定図形の輪郭線を用いた参照画像情報を作成し、そ
   の参照画像情報と前記特定の図形の特定の点の撮像画面
   内での位置座標をメモリに記憶する第２工程と；前記ス
   テージを予め定められた第２位置まで移動し、この第２
   位置で前記撮像手段により前記試料の別の領域を撮像す
   る第３工程と；前記参照画像情報を用いて前記第３工程
   で得られた入力画像の中から前記参照画像と最も類似度
   の高い図形を検出すると共にこの検出した図形の前記特
   定の点に対応する点の撮像画面内での位置座標をメモリ
   に記憶する第４工程と；前記第１位置と前記第２位置の
   座標と、前記第２工程でメモリに記憶された前記特定の
   点の撮像画面内での位置座標と、前記第４工程でメモリ
   に記憶された前記特定の点に対応する点の撮像画面内で
   の位置座標とに基づいて前記試料の回転方向の位置ずれ
   を検出する第５工程とを含む位置ずれ検出方法。