JPS60221885A - パタ−ン認識用固体撮像装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕、 本発明は・ぐターン認識用固体撮像装置に係り、特にそ
の画素の配置形状に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、固体撮像装置として第１図に示すように画素１・
・・が二次元状に配置されたエリアセンサを用いたノ４
ターン認識装置がたとえば半導体装置の製造に際して使
用されている。いま、被写体としてシリコンウェハを例
にとると、通常ウェハには結晶方位ｔ−ｍ別し得るよう
にオリエンテーションフラットと称する切欠き部が形成
されている。そして、パターン認識により上記切欠き部
を検知（第１図中斜線部は、結像光学系によシ結像され
たエリアセンサ撮像面上のウェハ像°２の一例を示して
いる）シ、この切欠き部を基準位置に合わせるようにウ
ェハを移動させることが行なわれている。特に、ウニへ
上に集積回路ノ’ｊ？ターンを露光するプロセスに際し
てのパターン認識は、第１図に示すＸ　＋　ｙ座標（基
準座標）におけるウェハ像２の中心位置Ａの変位情報（
ａ、θ）およびその切欠き部２′の方向情報ψを検知す
る必要がある。この場合、従来のパターン認識装置にあ
っては、エリアセンサによる撮像出力を°画偉メモリに
一旦格納し、この格納データを読み出してノぐターン認
識のための演算処理を行なうように構成されている。

〔背景技術の問題点〕

しかし、上述したような従来のパターン認識装置は、画
素数の多いエリアセンサおよび記憶容量の大きい画像メ
モリを必要とするので、システム価格が高価になる。換
言すれば、被写体のパターン認識能力と価格との比を考
えると、被写体のノ４’ターンが未知の場合には効果的
であるが、被写体の／４′ターンが既知の場合には上記
能力対価格比が必らずしもよくない。

また、上記従来の装置は、エリアセンサを用いるのでそ
の出力信号の読み出し、画像メモリの書き込み・読み出
し、演算処理それぞれの所要時間が長くなシ、パターン
認識の高速化が困難になる。また、演算処理のデータ量
も多いので、演算回路およびその周辺回路の構成が複雑
になシ、高価になる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。

被写体パターンが既知である場合に、基準座標に対する
被写体・母ターン像の変位量の認識処理を簡単化、高速
化するためのパターン撮像が可能であシ、ノ母ターン認
識装置のシステム価格の低減化および認識処理の高速化
を図シ得るパターン認識用固体撮像装置を提供するもの
である・〔発明の概要〕 即ち、本発明のパターン認識用固体撮像装置は、撮像面
上に既知の被写体パターンの周縁部と＃ｌぼ同じ形状と
なるように複数の画素を配置し、この各画素それぞれに
おける入射光強度に応じたレベルの各出力信号ｔ−ｅ系
列に読み出す信号出力手段を設けてなり、上記各画素上
に被写体パターン像の周縁部が結像光学系によシ結像さ
れることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。第２図は、固体撮像装置の撮像面における画素（元
型変換素子）Ｐｉ−ＰＮの配置を示しておシ、被写体が
たとえばシリコンウエノ）である場合に対応してその周
縁部のＡ？ターン（既知である）とほぼ同じ形状（本例
では円環状）となるように−次元状に配置されている。

上記撮像面は、図示しない結像光学系の結像面に配置さ
れることによって、被写体のパターン像が所定の倍高あ
るいは縮尺率で結像されるものである。この場合、被写
体／４’ターン像の周縁部（図中斜線で示す）２ノが前
記各画素Ｐ１〜ＰＮ上に結像される。

さらに、画素ｐ１ｚｐＮそれぞれの入射光強度に応じた
信号を画素Ｐ１〜ＰＨの順に時系列で読み出すための信
号出力手段（−示しないが電荷転送レジスタ、電荷電圧
変換回路など）が設けられている。したがって、円環の
長さ方向における入射光強度パターンに応じた信号を出
力可能な一次元センサが形成されている。

なお、第２図では、被写体のたとえば背後から照明した
状態で撮像した場合を想定してお広被写体像周縁部２１
が影として結像されている。

したがって、上記−次元センサにおいては、画素Ｐ１〜
ＰＮに対応する信号出力レベルは画素ｐｌ−ｐ、、上の
影の大きさに逆対応し、たとえば第３図に示すような曲
線状の出カッ４ターンとなる。この信号量カバターンは
、基準座標（画素Ｐ１〜Ｐ、の配置中心を原点とするＸ
。

ｙ座標であ、９　％　Ｘ軸によ多画素Ｐ１およびＰＮを
第１象限、第４象限に分離するものとする）に対する被
写体像中心位置人のずれの量ｄおよび方向０に応じて変
化するものである。このずれの方向θは、最小信号レベ
ルＶｍを示す画素Ｐｒｎの位置および最大信号レベルＶ
ｎを示す画素Ｐｎの位置の識別処理によシ検知可能であ
る。

また、ずれの量ｄは最・大信号レベルＶｎと最小信号レ
ベルＶｍとの減算処理によシ検知可能である。

なお、上記中心位置のずれがない場合における信号比カ
ッ９ターンの一例を第４図に示している。

また、前記信号比カッ９ターンは被写体像周縁部２１の
／母ターンの特徴を有するものであシ、被写体像周縁部
２１に特異な形状部分（本例ではウェハの切欠き部）が
ある場合にはそれに対応した特異ツクターン部を有する
０そして１この信号出力／４’ターン中の特異パターン
部のｉ’？ターン認識処理および対応する画素位置の識
別処理によｐ基準座標上におけるウェハ切欠き部の位置
（角度ψ）を検知可能である。

上記実施例のパターン認識用固体撮像装置によれば、既
知の被写体周縁部ノ４ターンとほぼ同じ形状で配ｔ−ｊ
れた画素群を撮像面に有するものであり、被写体を移動
させることなく静止させた状態のままで撮像出力信号に
対して最大レベル、最小レベルの検知、最大・最小レベ
ル差の演算、特異パターン部の認識処理などを行なうこ
とにより、基醜座標に対する被写体像周縁部の変位量を
簡単に認識することが可能となる。

また、使用画素数は従来′例のエリアセンサに比べて少
なく、信号出力手段も従来の直線状に画素が配置された
ラインセンサにおけると同様の駆動、信号処理が可能で
あシ、安価に実現可能である。しかも、撮像出力信号を
一旦格納するメモリの記憶容量も少なくて済み、ツクタ
ーン認ン認識装置のシステム価格の低減化およびパター
ン像変位量の認識処理の高速化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、種
々の変形実施が可能であ）、たとえば四角形状の被写体
パターンの変位量を認識する場合には、第５図に示すよ
うに四角形の環状に画素Ｐ１〜ＰＮを配置した撮像面を
有する固体撮像装置を使用し、上記各画素上に被写体周
縁部像５１を結像光学系によシ結像させればよい。

〔発明の効果〕

上述したように本発明のツヤターン認識用固体撮像装置
によれば、被写体パターンが既知である場合に、撮像面
上の基準座標に対する被写体ノ９ターン像の変位量の認
識処理を簡単化、高速化するためのパターン撮像が可能
であシ、パターン認識装置のシステム価格の低減化およ
び認識処理の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパターン認識用固体撮像装置における撮
像面の画素配置を示す図、第２図は本発明のパターン認
識用固体撮像装置における撮像面の画素配置の一例を説
明するために示す図、第３図および第４図は各対応して
第２図の撮像面上に結像した被写体周縁部像が基準座標
に対して変位しているときおよび変位していないときの
撮像出力信号の一例を示す波形図、第５図は本発明装置
の他の実施例における撮像面の画素配置を示す図である
。 Ｐ１〜ＰＮ・・・画素、２１．５１・・・被写体像周縁
部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　音部１０− 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 既知の被写体パターンの周縁部とほぼ同じ形状となるよ
   うに配置された複数の画素金有し、結像光学系によシ結
   像される被写体パターン像の周縁部が上記複数の画素上
   に結像される撮像面と、上記複数の画素それぞれにおけ
   る入射光強度に応じたレベルの各出力信号を時系列に読
   み出す信号出力手段とを具備してなること１ｒ：％徴と
   するパターン認識用固体撮像装置。