JPS6354680A - 位置検出装置 - 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】 ［発明の属する分野］ 本発明は、被検物体上に設けられた位置検出マークの位
置を検出する装置に関し、特にテレビカメラ（撮像管）
あるいはＣＣＤ等の撮像手段で撮像して得た画像信号を
、複数部分に分割された各領域（以下、部分領域という
）ごとに適応的に二値化し、その二次元二値画像データ
から縮小平滑処理、パターンマツチング処理および重心
計算等によって特定画像パターンの位置座標を検出する
位置検出装置に関する。

このような位置検出装置は、例えば半導体焼付工程でウ
ェハあるいはマスク（またはレチクル）を位置合せする
場合に好適に用いられる。

［従来の技術］ 従来より、様々な位置検出装置において、ある対象物例
えばマーク等を検出するとき、撮像手段によって得られ
る対象物の映像出力信号を例えば２５６階調（８ビツト
）あるいは６４階調（６ビツト）等にデジタル化して−
Ｈフレームメモリに格納した後二値化処理を行ない、こ
の二値化データについてテンプレートマツチング処理に
よってン皮検物体の画像パターンを検出することは広く
知られている。

［発明が解決しようとする問題点コ この二値化処理における二値化閾値は、撮像時の照明光
の光量、被撮像物の反射率等の入力状況により変化し、
このことは対象物を明瞭に切り出した二値画像を得るこ
とを困難としている。

このような場合、二値化閾値を得るには人力画像の全画
素について濃度ヒストグラムを抽出し、その谷にあたる
部分を閾値とする方法が一般的である。例えば、第９図
（ａ）のような画像の濃度ヒストグラムは同図（ｂ）に
ようになり、背景による山と対象物による山が現われる
。従って、２つの山の谷の部分を閾値とすれば対象物と
背景に分離できる。

しかし、特に半導体焼付装置等において、ウェハ上のあ
るマークを検出するために、撮像手段によって得られた
入力画像を二値化する場合、（１）クエへの種類、ウニ
への表面処理の違い、照度むら、照明光の経時的光量変
化により二値化閾値が変化する （２）濃度ヒストグラムより二値化閾値を決定する場合
、第９図（Ｃ）のように撮像視野に対してマークの大き
さが非常に小さいと、その濃度ヒストグラムは同図（ｄ
）のようになり背景による山がヒストグラムの大部分を
占め、同図（ｂ）のような谷ができず二値化閾値をはっ
きりと決定できないという問題点により、特に対象物（
マーク）を検出視野に対して小さくした場合、その対象
物を明瞭に切り出した二値画像を得ることは困難であっ
た。

そこで、検出視野に対する対象物の大きさを大きくする
ために、対象画像の撮像装置の倍率（例えばＣＣＤカメ
ラのレンズ倍率）を大きくす゛るという手法が考えられ
るが、これは検出視野（検出可能範囲）を小さくするた
めに望ましくない。よって、特に半導体焼付装置におい
ては、ウェハ上に占める位置検出マーク（対象物）の専
有面積はある程度以上には小さくできなかった。しかし
、半導体製造工程においては、スルーブツト向上のため
に、ウェハ上位置検出マークのようなチップとならない
部分の面積は、できるだけ小さいことが望ましい。

次に、テンプレートマツチング処理ではテンプレートを
大きくするとメモリ容量が増え、ハードウェア規模が大
きくなったり、処理速度が低下するという問題がある。

一方、テンプレートを小さくした場合、（１）　　目的
パターンの特徴をテンプレートに充分に反映することが
できず、誤検知の原因となる（２）ノイズパターンの影
響を受は易く、誤検知の原因となる というような欠点がある。

以上のように、従来は、特にクエへ面の有効利用あるい
はスルーブツト向上のためという観点から対象物（位置
検出マーク）を小さくしようとした場合対象物の特徴が
明瞭に現れた二値画像を得ることは困難であり、一方、
対象物の特徴が明瞭に現れていない二値画像を用いてテ
ンプレートマツチング処理を行なうと、未検知、誤検知
の原因となるという問題点があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、対象
物の種類、表面処理の違い、照度むら、照明光の経時的
光量変化等による撮像手段の人力状況およびマーク等の
対象物の大きさによらず、従来に比べて非常に小型のマ
ークを対象物とした入力画像であっても複数の部分領域
ごとに最適な二値化閾値を決定することにより、常に最
適に人力画像を二値化し、さらにその二値画像に対して
縮小平滑処理を加え、これによって得られる好条件の縮
小二次元二値画像中より、小型のテンプレートを使用し
たテンプレートマツチング処理にて第１の位置検出（粗
検出）処理を行ない、次にその結果を基に粗検出位置近
辺のみ二値化閾値をさらに詳しく決定し直して再度二値
化し、重心計算にて位置検出（位置計測）する第２の位
置検出（精密検出）処理を行なうことにより、高検出率
、高精度に対象物の位置を検知、計測する位置検出装置
を提供することを目的とする。

このような位置検出装置は、様々な種類のウェハを扱わ
なければならずかつ生産性も高くなければならない半導
体焼付装置において予備位置検出装置として用いた場合
、特に有効である。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明では
、対象となるマーク等を撮像した後、位置検出のための
二値化を行なう際、複数の部分領域ごとに適応的に二値
化閾値を決定することにより、マーク等の大きさあるい
は照明の明るさ等の影舌を受けることなく適正な二値画
像を得て、さらにその二値画像に対して、対象物の形状
を整え、ノイズを除去し、小型のテンプレートを用いた
テンプレートマツチングを可能とするために縮小平滑処
理を施した後、小型のテンプレートを用いたテンプレー
トマツチング処理による第１の位置検出（粗検出）処理
および第１の位置検出処理による検出位置を基に対象物
近辺のみ複数の部分領域をより細分し二値化閾値をさら
に詳しく決定し直して再度二値化し重心計算して位置計
測する第２の位置検出（精密検出）ＩＡ理により、位置
検出を行なう。

以上のような検出処理過程を採ることにより、様々な人
力状況の対象物について、また視野に対して小さな対象
物であっても、高検出率かつ高精度に位置検出を行なう
ことが可能となる。

本発明の位置検出装置は、具体的には例えば、（１）入
力画像データからその複数部分領域ごとの濃度ヒストグ
ラムデータを抽出するヒストグラムプロセッサ （２）このヒストグラムデータから二値化閾値を計算す
る二値化閾値計算部 （３）上記入力画像データを複数部分領域ごとに各々設
定された上記二値化閾値にて二値化する二値化プロセッ
サ （４）この二値画像データに対し、縮小平滑処理を施す
縮小平滑プロセッサ （５）この縮小平滑処理された二値画像データに対して
テンプレートマツチング処理を施すテンプレートマツチ
ングプロセッサ からなる粗検出部と、 （６）粗検出位置とその近辺の粗検出時における二値化
閾値とから再二値化のための二値化閾値を計算する再二
値化閾値計算部 （７）対象物の構成部分ごとに重心計算を行なう重心計
算部 からなる精密検出部との二部構成となっている。

ここで、精密検出における二値化は、粗検出における二
値化プロセッサにて行なう。

［実施例］ 以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第７図は、本発明の一実施例に係る位置検出装置が適用
されるパターン焼付は装置の外観を示す。同図において
、１は集積回路パターンを具えたマスク（またはレチク
ル）で、他のマスクセツティングマークやファイン・ア
ライメントマークを具えるものとする。２はマスクチャ
ックで、マスク１を保持してマスク１を平面内並びに回
転方向に移動させる。３は縮小投影レンズである。４は
感光層を具えるウェハで、ファイン・アライメントマー
クとプリアライメントマークを具えるものとする。５は
ウェハステージで、ウェハ４を保持してそれを平面内並
びに回転方向に移動させたり、ウェハ焼付は位置（投影
野内）とテレビ・プリアライメント位置間を８勤する。

６は、テレビ・プリアライメント用検知装置の対物レン
ズ、７は撮像管（または固体撮像素子）、８は映像観察
用のテレビ受像器である。９は双眼ユニットで、投影レ
ンズ３を介してウェハ４の表面を観察するために役立つ
。１０は光源１０ａを発したマスク照明光を収束させる
ための照明光学系並びにファイン・アライメント用の検
知装置を収容する上部ユニットである。

ウェハステージ５は図示しないウェハ搬送手段により搬
送されたウェハ４を所定の位置で保持し、まず、テレビ
・プリアライメント用対物レンズ６の視野内にウェハ上
のプリアライメントマークが入る位置まで移動する。こ
の時の位置精度は３７１２、的なプリアライメント精度
によるものであり、対物レンズ６の視野はおよそ直径１
〜２ｍｍ程度である。この機械的なプリアライメント精
度により、テレビプリアライメント視野の大きさが決定
される。よって、ウェハ上のプリアライメントマークを
小さくするために、マーク撮像系の光学倍率（レンズ倍
率）を大きくすることは、視野を小さくすることになる
ため、マークはある程度以上にはｉＪｚさくできない。

この視野内のアライメントマークは撮像管７で検知され
、テレビ・プリアライメント視野内でのアライメントマ
ークの座標位置が検出される。ここで、投影光学系のフ
ァイン・アライメント用検知位置と前述のテレビ・プリ
アライメントにおける座標の原点は予め設定されている
のでこの２点の位置と、テレビ・プリアライメントマー
クの座標位置からファイン・アライメント位置へのウェ
ハ・ステージ５の送り込み量が決められる。

テレビ・プリアライメントの位置検出精度は±５μ以下
であり、テレビ・プリアライメント位置からファイン・
アライメント位置までのウェハ・ステージ５の８勤で発
生する誤差を考慮に入れても、±１０μ程度である。従
ってファイン・アライメントは約±１０μの範囲で行な
えばよく、これはテレビ・プリアライメントを行なわな
い場合のファイン・アライメントの視野範囲の１／１０
０以下の範囲であり、ファイン・アライメントがより高
速で行なえることになる。

第８図はテレビ・プリアライメント用検知装置の実施例
を示しており、図中の縮小投影レンズ３、ウェハ４、対
物レンズ６、撮像管７は第７図と同一である。

他方、１１は照明用光源で、例えばハロゲンランプを使
用する。１２はコンデンサレンズである。１３（１３Ａ
と１３Ｂ）は交換的に巷説される明視野絞りと暗視野絞
りで、図では明視野絞り１３Ａを光路中に装着している
。コンデンサレンズ１２は光源１１を綬り１３上に結像
する。１４は照明用リレーレンズ、１５は接合プリズム
で、接合プリズム１５は照明系の光軸と受光系の光軸を
共軸にする機能を持ち、内側反射面１５ａと半透過反射
面１５ｂを備える。ここで光源１１、コンデンサレンズ
１２、絞り１３、照明リレーレンズ１４、接合プリズム
１５および対物レンズ６は照明系を構成し、対物レンズ
６を射出した光束はウェハ４上を落射照明する。

また、１６はリレーレンズ、１７は光路を折曲げる鏡、
１９は撮像レンズで、上に述べた接合プリズム１５、リ
レーレンズ１６、鏡１７および撮像レンズ１９は、撮像
管７と共に受光系を構成する。この受光系において、対
物レンズ６を通る光束は接合プリズム１５の内側反射面
１５ａで反射して半透過面１５ｂで反射し、さらに内側
反射面１５ａで再度反射してリレーレンズ１６へ向う。

これにより、ウェハ４上のプリアライメントマーク像は
撮像管７の撮像面に結像する。

次に、プリアライメントマークの検知作用を述べる。照
明光源１１からの光束は、コンデンサレンズ１２で収斂
されて絞り１３の開口を通過し、さらに照明リレーレン
ズ１４および接合プリズム１５の半透過面１５ｂを透過
して反射面１５ａで反射し、対物レンズ６を通ってウェ
ハ４を照明する。ウェハ４の表面で反射した光束は対物
レンズ６で結像作用を受け、接合プリズム１５へ入射し
て反射面１５ａおよび半透過面１５ｂで反射し、次いで
反射面１５ａで再度反射してこれを射出し、リレーレン
ズ１６でリレーされて鏡１７で反射し、撮像レンズ１９
により撮像管７上に結像する。

この場合、絞り１３としては先ず明視野絞り１３Ａを用
いてウェハ４面のプリアライメントマークが撮像管７の
１１−像野内にあるか否かを確認し、無ければ必要に応
じてウェハ４を移動し該マークの検索を行なって該マー
クを撮像府内に来たらしめる。次いで、絞り１３を暗視
野絞り１３Ｂと交換し視野を暗視野状態に切換えて、プ
リアライメントマーク像が明瞭に見得るようにし、これ
を撮像してプリアライメントマーク像の位置を検出する
。本発明はこの位置検出処理に係るものであり、後述す
る。

検出されたプリアライメントマークの位置に応じてウェ
ハ４が投影レンズ３の投影視野中の規定位置４′を占め
るように移動して停止する。なお、ウェハ４を一旦標準
位置にアライメントし、その投影府中へ移動させるよう
に変形しても良い。

第１図は、本発明の一実施例に係る位置検出装置のハー
ドウェアの構成を示す。

同図において、２０はアナログ・デジタル変換器（以下
、Ａ／Ｄ変換器という）で、不図示の映像信号制御部よ
り送られてくるアナログ信号である映像信号（ビデオ信
号）を、２５６階調のデジタル信号に変換する。２１は
デジタル信号を記憶する二次元濃淡画像メモリ（以下、
濃淡メモリという）である。撮像装置にて撮像された位
置検出のための入力画像はＡ／Ｄ変換の後この濃淡メモ
リ２１に格納される。

まずはじめに粗検出部について説明する。同図のブロッ
クＨはヒストグラムプロセッサである。

プロ・ンクＨにおいて、２２は濃ン炎メモリ２１からの
データを加算する換算器、２３は加算出力を格納する濃
度ヒストグラムメモリ（以下、ヒストグラムメモリとい
う）、２４は濃淡メモリ２１を複数の部分領域に分割し
、各々について濃度ヒストグラムを抽出するためにヒス
トグラムメモリ２３のアドレスを制御するメモリ分割制
御回路である。？ｉＡ　？’Ａメモリ２１の分割は、例
えば第２図に示すように、Ｘ方向を１６領域、Ｙ方向を
１６領域に分割する。以下、このような分割をｒ分割数
１ｉｉＸ　１６Ｊと表現する。ヒストグラムプロセッサ
Ｈでは、マイクロプロセッサ２５からの分割数ｍｘｎの
指令値によりメモリ分割制御回路２４にてその分割数に
応じた？Ｒ淡ヅメモリ２１分割が行なわれ、各々の部分
領域ごとに濃度ヒストグラムが抽出されてヒストグラム
メモリ２３に格納される。

二値化閾値計算部（マイクロプロセッサ２５）において
は、ヒストグラムプロセッサＨにて抽出された複数部分
領域ごとの濃度ヒストグラムデータの各々について判別
分析法（双峰性ヒストグラムの分散最大による２分割法
）あるいはＰ−タイル法等により二値化閾値を計算する
（判別分析法あるいはＰ−タイル法については、コロナ
社「画像認識論」長尾誠著、“４−１　二値化としきい
値処理”に詳細されている）。

ブロックＢは、二値化プロセッサである。ブロックＢに
おいて、２６は濃淡メモリ２１からのデータを二値化す
るための二値化コンパレータ、２７は二値化コンパレー
タ２６のスライスレベル（二値化閾値）を格納する二値
化スライスレベルレジスタである。二値化閾値計算部に
て計算された部分領域ごとの二値化閾値は、この二値化
スライスレベルレジスタ２７に格納される。２８は濃淡
メモリ２１を分割し、各分割領域ごとに二値化を行なう
ために二値化スライスレベルレジスタ２７を制御するメ
モリ分割制御回路である。このメモリ分割制御回路２８
は、ヒストグラムプロセッサＨの分割制御回路２４を共
有している。二値化プロセッサＢにより二値化されたデ
ータは、二次元二値化メモリ（以下、二値メモリという
）２９に格納される。

以上述べたヒストグラムプロセッサＨ、マイクロプロセ
ッサ２５の二値化閾値計算部、二値化プロセッサＢを用
いて、部分領域ごとの二値化処理を行なうことにより、
マーク等の大きさあるいは照明の明るさ等に影営されな
い適応的な二値化が可能となる。

ブロックＳは縮小平滑プロセッサである。ブロックＳに
おいて、３０は二値メモリ２９に格納されている二値画
像データからｎｘｎ画素（例えば４Ｘ４画素）の領域を
取り出して１画素に圧縮する縮小平滑器、３１は縮小平
滑器３０の縮小閾値（後述する）を格納する縮小スライ
スレベルレジスタである。

縮小平滑プロセッサＳにおける縮小平滑機能について説
明する。第３図は４×４画素を１画素に圧縮する場合を
示した図である。このような縮小を縮小率図と表現する
こととする。縮小率図の場合、二値メモリ２９からの人
カニ値画像データにおける４Ｘ４＝１６画素のうち、デ
ータが１である画素数Ｗをカウントし、このＷと縮小閾
値ｔとを比較して、 ｗ＞ｔならば対象の１６６画素データ１の１画素に圧縮 Ｗ≦ｔならば対象の１６６画素データ０の１画素に圧縮 する。この操作により例えば、同図に示すように５１２
　Ｘ　５１２画素の二値画像データは１グ８Ｘ１２Ｂ画
素の二値画像データに縮小される。縮小閾値ｔを適当に
選ぶことにより、ノイズを除去し、対象物の形状を整え
られる。このような縮小平滑処理は、テンプレートマツ
チング処理の前処理として以下の点において有効である
。すなわち、縮小平滑後の二値画像に対してテンプレー
トマツチング処理を施す場合、 （１）画素数の少ない小型のテンプレートを使用でき、
テンプレートマツチング処理を施す範囲も小さいため、
大きなメモリ容量を必要とせずハードウェア規模も小さ
くでき、かつ処理時間も短縮できる。

（２）対象画像データ中のノイズが除去され、また対象
物の形状が整えられるために、テンプレートマツチング
処理による検出率および精度が高くなる。という利点が
ある。

縮小率および縮小閾値ｔは、対象物の大きさ、入力画像
の状況により、マイクロプロセッサ２５から指定可能で
ある。縮小平滑後の二値画像データは、３２の縮小二次
元二値画像メモリ（以下、縮小メモリという）に格納さ
れる。

ブロックＴは、テンプレートマツチングプロセッサであ
る。ブロックＴにおいて３３は、３２Ｘ３２画素の相関
器、３４は基準テンプレート群を格納しておくテンプレ
ートレジスタである。マイクロプロセッサ２５より指定
されたテンプレートデータと縮小メモリ３２のデータは
相関器３３にて比較照合され、相関器３３から出力され
る相関度が最も大きかった時、その相関度と縮小メモリ
３２上のアドレスが３５の最大相関度レジスタに格納さ
れる。このアドレスを縮小率の逆数倍（縮小率図ならば
４倍）することにより、±４画素の誤差で人力画像にお
ける、対象物の位置座標が求まる。この位置を、粗検出
位置とする。

（Ｑ？Ｑメモリ２１、二値メモリ２９および縮小メモリ
３２からなる画像メモリブロックＭとブロックＨ１Ｂ、
Ｓ、Ｔである各プロセッサは画像アドレスバス３６およ
び画像データバス３７により連結されており、かつブロ
ックＭ、Ｈ，Ｂ、Ｓ、Ｔはデータバス３８によりマイク
ロプロセッサ２５と連結されている。画像メモリおよび
各プロセッサのレジスタは、マイクロプロセッサ２５に
より読み書き可能である。

３９はモニタＴＶ上に画像メモリのデータを表示する時
、または、各プロセッサの動作中（画像処理動作中）に
画像メモリのデータを読み出す時のアドレスを発生する
リードアドレスカウンタ、４゜はＡ／Ｄ変換器２０でＡ
／Ｄ変換されたデジタル画像データを濃淡メモリ２１に
書き込む時、または画像処理動作中に画像メモリに画像
データを書き込む時のアドレスを発生するライトアドレ
スカウンタである。

４１は画像メモリブロックＭに格納されているデジタル
画像データをモニタＴＶ上に表示するためにアナログ映
像信号に変換するデジタルアナログ変換器、４２は基準
クロック発生回路、４３は基準クロック発生回路４２の
基準クロックを基にＴＶの水平同期信号、垂直同期信号
、ブランキング信号等を発生させるＴＶ同期信号発生回
路である。

以上が、粗検出部並びに本発明の一実施例に係るハード
ウェアの構成である。

次に、精密検出部について説明する。

再二値化閾値計算部（マイクロプロセッサ２５）では、
粗検出処理で分割した部分領域の中から粗検出位置を基
に粗検出位置近辺の部分領域を取り出し、粗検出処理中
に計算したそれら領域の二値化閾値から、内挿法により
それら領域をさらに分割した場合の細分割部分領域の二
値化閾値をマイクロプロセッサ２５にて近似的に計算す
る。このときの粗検出位置近辺から取り出す範囲の大き
さは、目標とする対象物（マーク等）の大きさにより決
定される。

第４図は、このような内挿法による再二値化閾値を計算
する様子を示している。同図は、粗検出位置近辺として
４×４領域を取り出した場合を示しており、実線にて囲
まれた４×４個の領域Ｅは、粗検出処理で分割した部分
領域の１領域である。また、領域Ｅをさらに４分割した
破線と実線にて囲まれた領域ｅが精密検出処理における
細分割部分領域の１領域である。同図において、ｔ＋、
ｔ２．ｔａ、ｔ４は粗検出処理での各領域の二値化閾値
である。これらを各領域の中心における二値化閾値とし
、これらから、精密検出処理での各領域の二値化閾値ａ
、ｂ、ｃ、ｄを内挿法により近似計算する。例えばａは
、次式にて表わされる。以上のような近似計算にて、精
密検出処理におけるすべての分割部分領域の二値化閾値
を計算し、粗検出処理に比べさらに細分した分割部分ご
とに二値化して精密検出処理における位置計測精度を向
上させる。二値化処理は、粗検出と同様に二値化プロセ
ッサにて行なわれる。

第５図は、本実施例にて用いた位置検出用マークの一つ
が精密検出処理にて二値化された様子を示す。例えばマ
ークの部分が１、その他の部分がＯにて表現される。重
心計算部では、マイクロプロセッサ２５にて対象物の構
成要素ごとの重心を計算する。本実施例においては、例
えば同図のようなマークの線分要素の重心を計算する。

まず、粗検出位置を基に、マークの線成分を含むような
ａ、ｂ、ｃなる領域を設定できる。それぞれの領域内に
おいて線成分の重心を求め（ａｘ、ａｙ）　。

（ｂｘ、ｂｙ）　、　　（ｃｘ、ｃｙ）とする。そして
、マーク中心のｙ座標Ｙ１を次式で与える。

ＹＩ１１＝　　−（ａｙ＋２ｂｙ＋ｃｙ）マーク中心の
Ｘ座標は、Ｘ座標の場合と同様に、Ｘ方向の領域を設定
して求める。

以上が重心計算部の処理である。粗検出位置近辺の再三
値化および重心計算処理からなる精密検出ＩＡ埋部によ
り、位置検出精度は子局画素と向上し、粗検出処理部に
よる検出精度を補う。

第６図に以上説明した本発明の一実施例における処理動
作フロー図を示す。

［実施例の変形例］ 次に、本発明の位置検出装置の他の実施例を上記実施例
からの変形例として示す。

（１）精密検出処理中の再二値化閾値計算において、粗
検出処理における領域よりもさらに細分した分割部分領
域ごとに再度ヒストグラムプロセッサを動作させ、その
濃度ヒストグラムデータから再二値化閾値を計算する。

この操作によれば、上述のような近似計算よりも高い精
度で再二値化閾値を決定でき、より明瞭な二値画像が得
られ、重心計算精度が向上する。

（２）精密検出処理中の重心計算を、濃淡メモリのデー
タに対して行なう。この場合、再二値化処理は不要とな
り、また、重心計算も明るさ方向（濃度）を含めて３次
元方向について行なうため、位置計測精度が向上する。

（３）粗検出処理中のテンプレートマツチング処理にお
いて、対象物の複数箇所について、部分単位のテンプレ
ートマツチング処理を加え、複数回のテンプレートマツ
チング処理による対象物の確ＷＸ処理を行なう。対象物
でないと判定された場合には、１回目のテンプレートマ
ツチング処理において、２番目の相関度を示した位置に
ついて同様の確認処理を行なう。以下この操作を繰り返
すことにより、検出率および検出信顆性が向上する。

（４）複数回のテンプレートマツチング処理以外の対象
物確認処理、例えば、重心計算時に、重心計算領域内の
線成分の面積（二値画像）または体積（濃淡画像）を調
べる等の処理を加えて、（３）と同様の処理を繰り返す
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、照明の明度、照
度むら等による撮像手段の人力状況、対象物の状況（例
えばウェハプロセス）及び対象物（例えばマークパター
ン）の大きさ等に影晋されることなく、画像信号の二値
化を行なうことが可能である。そして縮小平滑処理を付
加したことにより、種々の大きさの対象物に対し、ハー
ドウェハ構成の容易な小型のテンプレートを使用したテ
ンプレートマツチング処理を施すことが可能となり、さ
らに重心計算処理によって高検出率、高精里に対象物の
位置を検出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置検出装置のハー
ドウェハ構成図、 第２図は、本発明の二値化における複数部分領域の一例
を示す図、 第３図は、本発明における縮小平滑処理を説明する図、 第４図は、二値化閾値の内挿法を説明する図、第５図は
、本発明の一実施例に係る重心計算を説明する図、 第６図は、本発明の一実施例に係る位置検出処理動作フ
ロー図、 第７図は、本発明を適用した半導体焼付装置の外観を示
す斜視図、 第８図は、第７図の装置におけるテレビ・プリアライメ
ント検知系の光学系斜視図、 第９図は、従来の濃淡画像データから濃度ヒストグラム
を抽出して二値化閾値を決定する方法の説明図である。 ７：撮像管、２０：Ａ／Ｄ変換器、 ２５：マイクロプロセッサ、 ２１：二次元？ｆＡ淡画像画像メモ リ９：二次元二値画像メモリ、 ３２：縮小二次元二値画像メモリ、 Ｈ：ヒストグラムプロセッサ、 Ｂ：二値化プロセッサ、 Ｓ：縮小平滑プロセッサ、 Ｔ；テンプレートマツチングプロセッサ。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 第６図 イ ペ　　　　　平 へ　　　へ ＞諷 −ｏ　　　　Ｑ ６４ｊ　　７　　図 第９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体上に設けられた位置検出用マークを撮像する撮
   像手段と、 該撮像手段から出力される映像信号を標本化および量子
   化して二次元の画像データを作成する手段と、 該二次元画像データを所定画素数単位の領域に分割し、
   該各領域ごとの画像濃度ヒストグラムデータを抽出する
   手段と、 該ヒストグラムデータに基づき各領域ごとの二値化閾値
   を求める手段と、 上記二次元画像データを、上記各領域ごとの二値化閾値
   を用いて各領域ごとに二値化し二次元二値画像データに
   変換する手段と、 該二次元二値画像データを近接する複数画素ごとに平均
   化し縮小二次元二値画像データに変換するデータ量縮小
   手段と、 該縮小二次元二値画像データに対しテンプレートマッチ
   ング処理を施して上記位置検出用マークの位置を比較的
   粗い精度で求める粗検出手段と、該粗検出手段により得
   られた位置をもとに上記位置検出用マーク近傍の単数ま
   たは複数領域を再分割し上記二次元画像データをこの再
   分割領域ごとの二値化閾値で二値化する再二値化手段と
   、該再二値化データに基づき上記位置検出用マークの重
   心位置を算出し該重心位置より該マークの比較的高精度
   な位置を算出する手段と を具備することを特徴とする位置検出装置。