JPWO2006082639A1

JPWO2006082639A1 - マーク画像処理方法、プログラム及び装置

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Publication number: JPWO2006082639A1
Application number: JP2007501475A
Authority: JP
Inventors: 和巳須藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP4618691B2; US20070253616A1; WO2006082639A1

Abstract

マーク画像処理装置は、撮像装置により照明強度又は露光時間といった撮像条件を変化させながらワーク上のアライメントマークを複数回撮像する撮像制御部と、複数の画像と予め登録されたマークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識部とを備える。画像認識部は、所定範囲で撮像条件を変化させてマークを撮像する毎に、画像に対しテンプレート画像をスライドさせながら各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出してその相関値と共に保存し、所定範囲で撮像条件を変化させた撮像の終了時に保存している複数の相関値の中から最小の相関値をもつマーク位置を最適値として検出する。

Description

本発明は、基板やチップ上に形成された微細なアライメントマークを撮像して画像処理によりマーク位置を検出するマーク画像処理方法、プログラム及び装置に関し、特に、画像とテンプレート画像とのマッチングによりアライメントマークを認識してマーク位置を検出するマーク画像処理方法、プログラム及び装置に関する。

従来、半導体製造装置やハードディスクのヘッド・ジセンバル・アッセンブリィ等の組立装置にあっては、装置上に基板やチップ等のワークをアライメントステージに搬入して位置決めする際に、ワーク上に設けたアライメントマークをＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮像し、予め登録したアライメントマークのテンプレートと画像とのマッチング処理によりアライメントマークを認識してマーク位置を検出している。

このようなアライメントマークは例えば数十μｍから百μｍ程度の微細なマークであり、基板のエッジング処理などの微細加工により作り出されている。

アライメントマークを撮像する際には、予め調整された最適な照明条件や露光時間を固定的に使用してアライメントマークを撮像して画像処理によりマークを認識して位置を検出している。

また一般のデジタルスチルカメラのもつ露光時間の自動調整機能を利用して最適条件で撮像することもできる。
特開平０５−１５９９９７号公報特開平０６−００５５０２号公報特開２００１−３３８８６７号公報

しかしながら、このような従来のアライメントマークの画像認識方法にあっては、微細加工で形成されたアライメントマークおよびその周辺の状態は、固定的に決めた最適な照明強度や露光時間で撮像していても、アライメントマークを形成しているチップ表面の状態や、照明の出力変動等の要因から、必ずしも想定した最適条件で撮像しているということはできない。

このため撮像条件が実際のアライメントマークの状況と適合していないため、画像に基づくアライメントマークの検出が困難であったり、検出できてもマーク位置が正確に検出できない問題がある。

また一般のデジタルスチルカメラのもつ露光時間の自動調整機能にあっては、画面全体又はある特定の複数箇所を評価範囲として光量を評価するため、アライメントマークの撮像をする場合、その位置が不定であるため、評価箇所が決められている露光時間の自動調整機能は実用的とはいえない。

本発明は、アライメントマークの形成状態や照明変動等に影響されることなく、そのときの状況に適合した最適条件による画像からマーク位置を認識するマーク画像処理方法、プログラム及び装置を提供することを目的とする。

本発明はマーク画像処理方法を提供する。本発明のマーク画像処理方法は、
撮像装置の撮像条件を変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御ステップと、
複数の画像と予め登録されたマークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識ステップと
を備えたことを特徴とする。

ここで、撮像ステップは、照明強度を所定範囲で変化させながらマークを複数回撮像する。また撮像ステップは、露光時間を所定範囲で変化させながらマークを複数回撮像する。更に、撮像ステップは、照明装置の照明強度と露光時間とを所定範囲で変化させながらマークを複数回撮像するようにしても良い。

画像認識ステップは、所定範囲で撮像条件を変化させてマークを撮像する毎に、画像に対しテンプレート画像をスライドさせながら各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出してその相関値と共に保存し、所定範囲で撮像条件を変化させた撮像の終了時に保存している複数の相関値の中から最小の相関値をもつマーク位置を最適値として検出する。マークは基板またはチップ上に微細加工により形成されたアライメントマークである。

本発明はマーク画像処理のためのプログラムを提供する。本発明のプログラムは、コンピュータに、
撮像装置の撮像条件変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御ステップと、
複数の画像と予め登録されたマークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識ステップと、
を実行させることを特徴とする。

本発明はマーク画像処理装置を提供する。本発明のマーク画像処理装置は、
撮像装置の撮像条件変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御部と、
複数の画像と予め登録されたマークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識部と、
を備えたことを特徴とする。

なお、本発明によるマーク画像処理のプログラム及び装置の詳細は、マーク画像処理方法の場合と基本的に同じになる。

本発明によれば、基板又はチップ上の微細なアライメントマークを撮像する際に、撮像条件として、照明強度及び又は露光時間を予め設定した範囲で変化させ、それぞれの撮像条件で撮像した画像と予め登録されたテンプレートと相関演算し、その中から相関値が最小になる箇所をマーク位置として求め、各画像のマーク位置の中から相関値が最小となるマーク位置を最適解とすることで、微細なアライメントマークの形成状態に様々なばらつきがあっても、常に最適条件で撮像された画像のマーク位置を認識でき、認識精度を大幅に向上することができる。

またワークが変わったり、同じワークであっても製造ロットが異なるような場合、従来方法であれば、その都度、最適な撮像条件を得るための調整を必要としたが、本発明にあっては、ワークの条件の変化に対し撮像条件を調整しなおす必要がなく、取扱いが簡単且つ容易となる。

本発明のマーク画像処理装置が使用される超音波接合装置の説明図本発明のマーク画像処理装置の機能構成の説明図照明装置を備えた図２の撮像装置の説明図本発明で処理するアライメントマークを形成したワークの説明図マーク画像に対しテンプレート画像をスライドさせて行う相関演算の説明図照明強度を変化させて撮像する本発明の第１実施形態によるマーク画像認識処理のフローチャート露光時間を変化させて撮像する本発明の第２実施形態によるマーク画像認識処理のフローチャート照明強度及び露光時間を変化させて撮像する本発明の第３実施形態によるマーク画像認識処理のフローチャート

図１は本発明のマーク画像処理装置が摘要される超音波接合装置の説明図である。図１において、超音波接合装置１０はアライメント機構１２を有し、アライメント機構１２に対しては超音波ヘッド１４を先端に備えた加圧機構１６と撮像装置１８を設けており、撮像装置１８には本発明のマーク画像処理装置３２が接続されている。

アライメント機構１２にはアライメントステージ４０上にワーク４２を搭載しており、アライメント機構１２はアライメントステージ４０を水平方向の直行するＸ方向、Ｙ方向、更に上下のＺ方向、更にステージ面を水平面に対しθの角度で傾斜させる機構を備えている。

アライメントステージ４０に搭載されたワーク４２には、ワーク４２を所定の加工位置に位置決めするためのアライメントマークが形成されており、このアライメントマークを撮像装置１８で撮像し、マーク画像処理装置３２でアライメントマークの位置を検出し、アライメント機構１２によりアライメントステージ４０を駆動し、超音波ヘッド１４に対し所定の加工位置にワーク４２を位置決め調整している。

アライメント機構１２に対してはアライメント機構制御ユニット２４が設けられ、アライメントステージ４０をＸ，Ｙ，Ｚ、更に水平面に対する角度θの方向に駆動可能としている。

撮像装置１８に対しては撮像装置移動機構２０が設けられ、撮像装置移動機構２０は撮像装置移動機構制御ユニット３０により撮像装置１８を水平面で直交するＸ方向、Ｙ方向に移動可能としている。

超音波ヘッド１４に対しては超音波発振ユニット２８が設けられ、超音波発振ユニット２８に設けた超音波発振器からの出力信号により超音波ヘッド１４を駆動し、超音波ヘッド１４をワーク４２に機械的に押圧した状態での超音波振動によりワークの接合箇所を接合加工している。

超音波ヘッド１４に対し設けられた加圧機構１６は超音波ヘッド１４を上下方向すなわちＺ方向に駆動し、ワーク４２に超音波ヘッド１４を押圧して超音波信号を変えることにより接合する。加圧機構１６は加圧制御ユニット２６により制御される。

メインコントローラ２２はアライメント機構制御ユニット２４、加圧制御ユニット２６、超音波発振ユニット２８、撮像装置移動機構制御ユニット３０及びマーク画像処理装置３２を所定の手順に従って制御し、超音波結合装置１０におけるワーク４２の搬入から超音波結合、取り出しまでの一連の作業を制御する。

図２は図１の超音波結合装置１０に設けられた本発明のマーク画像処理装置の機能構成を示した説明図である。

図２において、撮像装置１８はＣＣＤカメラ３４、レンズ３６及び照明ユニット３８で構成されており、アライメントステージ４０に搭載されたワーク４２のアライメントマーク４４を撮像する。ワーク画像処理装置３２には撮像制御部４６と画像認識部４８が設けられ、それぞれコントローラ５０により所定の処理手順に従って制御される。

撮像制御部４６には照明強度制御部５２と露光時間制御部５４が設けられ、本発明の第１実施形態にあっては照明強度制御部５２により撮像装置１８に設けている照明ユニット３８の照明強度を所定範囲で変化させながらアライメントマーク４４を複数回撮像する。この時、露光時間制御部５４によるＣＣＤカメラ３４の露光時間は予め設定された最適露光時間に固定されている。

また本発明の第２実施形態にあっては、露光時間制御部５４により露光時間を所定範囲で変化させながらアライメントマーク４４を複数回撮像する。このとき照明強度制御部５２は予め調整された最適な照明強度を固定的に設定している。

さらに本発明の第３実施形態にあっては、照明強度制御部５２と露光時間制御部５４を同時に制御し、照明強度を所定範囲で変化させながら、且つ露光時間を所定範囲で変化させながらアライメントマーク４４を複数回撮像する。

画像認識部４８は撮像制御部４６による撮像装置１８の撮像条件を変化させながらアライメントマーク４４を複数回撮像した画像と予め登録されたアライメントマークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する。このため画像認識部４８には画像入力部５６、画像メモリ５８、テンプレートファイル６０、相関演算部６２、結果格納メモリ６４及び最適解抽出部６６が設けられている。

画像入力部５６は撮像制御部４６による照明強度及び露光時間の変化により撮像装置１８で撮像された画像を入力して画像メモリ５８に記録する。テンプレートファイル６０にはアライメントマーク４４の画像を含むテンプレート画像が予め登録されている。

相関演算部６２には、画像メモリ５６に格納された画像に対し、テンプレートファイル６０のテンプレート画像をスライドさせながら、各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出して、そのときの相関値と共に結果格納メモリ６４に保存する。

本発明にあっては、例えば照明強度を変化させながらひとつのアライメントマーク４４につき、例えば１０回の撮像を行っており、これに伴い画像メモリ５８には同じアライメントマーク４４の画像が、たとえば１０枚保存されている。

相関演算部６２は１０枚の画像のそれぞれにつきテンプレート画像との相関演算を行って相関値が最小となるテンプレート画像のスライド位置からマーク位置を検出して、そのときの相関値とともに結果格納メモリ６４に格納している。従って、たとえば照明強度を変化させながら撮像した１０枚の画像につき、相関演算部６２による相関演算から結果格納メモリ６４には１０枚の画像について求めた１０個の相関値がワーク位置とともに格納されることになる。

最適解抽出部６６は結果格納メモリ６４に格納された、例えば照明強度を所定範囲で１０回変化させて撮像した１０枚の画像についての相関値の中から、最小の相関値を持つマーク位置を最適値として抽出して、外部に出力する。

この外部に出力された最適解としてのマーク検出位置は、たとえば図１のアライメント機構１２に与えられ、アライメントステージ４０上のワーク４２が超音波ヘッド１４に対し、規定の位置関係となるようにアライメント機構１２を調整し、このアライメント調整がすんだ状態で加圧制御ユニット２６により超音波ヘッド１４をワーク４２上におろして押し上げ、超音波発振ユニット２８から超音波信号を超音波ヘッド１４に供給して振動させることでワーク４２上の所定の接合部を超音波接合させる。

図３は照明ユニットを備えた図２の撮像装置１８の説明図である。図３において、撮像装置１８はＣＣＤカメラ３４に設けたレンズ３６の先端部分に照明ユニット３８を装着している。照明ユニット３８はレンズ３６の光軸上にビームスプリッタ７０を配置し、その上部にビームスプリッタ７２，７４を配置し、ビームスプリッタ７２、７４に対しそれぞれＬＥＤ照明部７６，７８を設けている。

ＣＣＤカメラ３４に対しては、露光時間制御部５４が設けられ、またＬＥＤ照明部７６、７８に対しては照明強度制御部５２が設けられている。照明強度制御部５２はＬＥＤ照明部７８のみを点灯した場合にはＣＣＤカメラ３４でアライメントステージ４０に搭載されたワーク４２のアライメントマーク４４を撮像する。またＬＥＤ照明部７６を点灯した場合には超音波ヘッド１４のみを撮像する。

ＬＥＤ照明部７８を点灯した場合、ＬＥＤ照明部７８からの照明光はビームスプリッタ７４で下方に反射され、アライメントマーク４４を形成したワーク４２を照明する。このワーク４２の照明による反射光はビームスプリッタ７４を透過した後、ビームスプリッタ７０で横方向に反射され、レンズ３６を介してＣＣＤカメラ３４に入射し、ワーク４２の画像を結合して撮像することができる。

一方、ＬＥＤ照明部７６を点灯した場合には、その照明光はビームスプリッタ７２で上方に反射され、超音波ヘッド１４の画面を照明する。このため照明を受けた超音波ヘッド１４の画面の反射光はビームスプリッタ７２を透過して照明ユニット３８に入射した後、左方向に反射され左端面で反射した後に右側に戻ってレンズ３６を介してＣＣＤカメラ３４に入射して、超音波ヘッド１４の画面の像を結合させる。

ＣＣＤカメラ３４にあってはＬＥＤ照明部７６，７８の点灯切替により、ワーク４２のアライメントマーク４４の画像と超音波ヘッド１４の画面の画像を撮像し、アライメントマーク４４の画像から検出したワーク位置を超音波ヘッド１４の画像の規定位置に一致するようにアライメントステージ４０の位置を調整する。

図４は図３のワーク４２に形成されたアライメントマークの説明図である。図４のワーク４２は半導体集積回路を形成した基板またはチップであり、この例では右上隅と左下隅の２箇所にアライメントマーク４４−１，４４−２をエッジングなどの微細加工により形成している。

アライメントマーク４４−１，４４−２はこの例では十字マークであり、そのサイズは６０μｍ〜９９μｍ程度の微少なサイズである。十字形をもつアライメントマーク４４−１，４４−２の中心点Ｐ１，Ｐ２がマーク検出位置の座標点を示すことになる。

図５はマーク画像に対しテンプレートをスライドさせて行う相関演算の説明図である。図５（Ａ）は図４のワーク４２を撮像した画像８０であり、たとえば横Ｍドット、縦Ｎドットの画像サイズを持っている。この画像８０の２箇所にはアライメントマークのマーク画像８２−１，８２−２が存在しており、それぞれマーク検出位置となる中心点Ｐ１，Ｐ２を持っている。

図５（Ｂ）はテンプレート画像８６であり、図５の画像８０に対し、小さなサイズとなる横ｍドット、縦ｎドットの画像サイズを持っており、中心位置に基準マーク画像８８を配置しており、その中心が基準検出位置を与える基準中心点Ｐ０となっている。

相関演算に際しては、図５の画像８０から図５（Ｂ）のテンプレート画像８６と同じサイズの切り出し領域８４を例えば画像８０の左隅座標点を初期位置として画像を切り出し、この切り出し領域８４の切り出し画像とテンプレート画像８６の相関演算を行う。

切り出し領域８４についてテンプレート画像８６の相関演算が済んだならば、切り出し領域８４を横方向に１ドットずつずらしながら、同様に切り出し領域の画像とテンプレート画像８６との相関演算を繰り返す。切り出し領域８４が右端に達したならば左端に戻って縦方向に１ドットずらし、同様に左から右にスライドさせながら各スライド位置でテンプレート画像８６との相関演算を行う。

ここで切り出し領域８４の切り出し画像とテンプレート画像８６との相関演算は次式で行われる。

但し、Ｃは相関値、（ｕ、ｖ）は相関値Ｃの座標位置、Ｉ（Ｘ，Ｙ）は切り出し画像の位置画像における対象値。Ｉ（ｘ，ｙ）はテンプレート画像８６の位置画像の対象値である。

このように画像８０に対し、切り出し領域８４を左隅から水平及び垂直方向に走査しながら右下隅の最終位置までスライドさせ、スライド位置ごとにテンプレート画像８６との相関計算を行って相関値を求めると、マーク画像８２−１の近傍、マーク画像８２−２の近傍の２箇所で最小値となる相関値が得られ、この２つの最小値となる相関値をＰ１，Ｐ２の座標で与えられるマーク検出位置と共に図２の画像認識部４８に設けている結果格納メモリ６４に格納する。

そして例えば照明強度を所定範囲で１０回変化させて撮像された１０枚の画像から得られた最小相関値の中から、最も小さな相関値をもつマーク検出位置を最適解として出力することになる。

図６は照明強度を変化させて撮像する本発明の第１実施形態によるマーク画像認識処理のフローチャートである。図６において、ステップＳ１で照明強度を示す照明ボリューム変数ｉを初期値であるｉ＝０にセットする。続いてステップＳ２で照明ボリュームをＶ＝Ｖ［０］にセットする。

ここで照明ボリューム即ち照明強度は、撮影条件を変化させない場合の固定設定する経験的且つ統計的な最適正照明強度の値を中心にたとえば±５％の範囲で１０段階に変化するようにボリューム変数ｉを設定している。この場合の露光時間は経験的且つ統計的に得られた最適露光時間を固定的に使用する。

ステップＳ２で最初のボリューム設定が済んだならばステップＳ３に進んで照明をオンする。この照明は図３におけるＬＥＤ照明部７８をオンする。これによりＬＥＤ照明部７８からの光はビームスプリッタ７４で反射されてワーク４２上に照射され、ワーク４２上の照明部反射光はビームスプリッタ７４を透過し、ビームスプリッタ７０で反射されてＣＣＤカメラ３４に入射してアライメントマーク４４の撮像像を結合する。

次にステップＳ４でＣＣＤカメラ３４の露光読取りによる撮像を行ってアライメントマークの画像を入力し、ステップＳ５で照明をオフする。続いてステップＳ６でテンプレート画像と画像との相関演算により相関値の最小となる最もマッチングする位置を検出し、ステップＳ７でマッチング位置の照明ボリューム値、検出位置を示す座標（ｘ、ｙ）、更にマッチングスコアとしての相関値Ｃｉを格納結果メモリ６４に格納する。

次にステップＳ８でボリューム変数をｉ＝ｉ＋１にインクリメントした後、ステップＳ９で完了か否かチェックし、完了していなければステップＳ２に戻り新たに設定した照明ボリュームの設定に基づく撮像処理に基づいたステップＳ２〜Ｓ８の処理を繰り返す。

ステップＳ９で照明ボリュームの設定範囲完了が判別されるとステップＳ１０に進み、結果格納メモリ６４内のデータでマッチングスコアとしての相関値が最小となる位置を最適解としてのマーク検出位置として抽出して出力する。

図７は露光時間を変化して撮像させる本発明の第２実施形態におけるマーク画像認識処理のフローチャートである。図７において、ステップＳ１で露光時間変数ｉをｉ＝０の初期値に設定する。続いてステップＳ２で露光時間ＴとしてＴ＝Ｔ[０]を設定する。

ここで露光時間としては、撮影条件を変化させない場合の固定設定する経験的且つ統計的な最適露光時間の値を中心に例えば±５％の範囲で例えば１０段階で露光時間を変化させるように予め設定されている。続いてステップＳ３で照明をオンする。この場合の照明強度は経験的且つ統計的に得られた最適照明強度を固定的に使用する。

続いてステップＳ４で設定した露光時間Ｔミリ秒で撮像を行い、ステップＳ５で照明をオフする。続いてステップＳ６でテンプレート画像と撮像画像との相関演算により最もマッチングする最小相関値となる位置を検出し、ステップＳ７で結果格納メモリ６４に露光時間Ｔ、検出位置（ｘ、ｙ）及びマッチングスコアとしての検出位置Ｃｉを格納する。

続いてステップＳ８で露光時間変数をｉ＝ｉ＋１にインクリメントした後、ステップＳ９で設定範囲完了か否かチェックし、完了していなければステップＳ２に戻り、次の露光時間変数による設定でステップＳ２〜Ｓ８の処理を同様に繰り返す。

ステップＳ９で設定範囲完了であればステップＳ１０に進み、そのときの結果格納メモリ６４の中から相関値が最小となる位置をマーク検出位置を最適解として抽出して出力する。

図８は照明強度及び露光時間を変化させて撮像する本発明の第３の実施形態によるマーク画像認識処理のフローチャートである。図８において、まずステップＳ１で照明ボリューム変数ｉをｉ＝０に初期値設定する。次にステップＳ２で露光時間変数ｊをｊ＝０に初期値設定する。次にステップＳ３で照明ボリュームをＶをＶ＝Ｖ［ｉ］に設定した後、ステップＳ４で露光時間ＴをＴ＝Ｔ［ｊ］にセットする。

続いてステップＳ５でそのときの照明ボリュームの設定値の強度で照明をオンし、ステップＳ６でそのときの設定した露光時間Ｔミリ秒で撮像し、ステップＳ７で照明をオフする。次にステップＳ８でテンプレート画像と画像との相関演算により最もマッチングする相関値が最小となる位置を検出し、ステップＳ９で照明ボリューム値、露光時間、検出位置（ｘ、ｙ）及びマッチングスコアとしての最小相関値Ｃｉを結果格納メモリ６４に格納する。

続いてステップＳ１０で露光時間変数をｊ＝ｊ＋１にインクリメントした後に、ステップＳ１１で露光時間設定範囲完了か否かチェックし、完了していない場合にはステップＳ４に戻り、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理を繰り返す。

ステップＳ１１で露光時間設定範囲が完了した場合にはステップＳ１２に進み、照明ボリューム変数をｉ＝ｉ＋１にインクリメントした後、ステップＳ１３で照明ボリューム設定範囲完了か否かチェックし、完了していない場合にはステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜Ｓ１２の処理を繰り返す。

ステップＳ１３で照明ボリューム設定範囲が完了した場合にはステップＳ１４に進み、そのとき結果格納メモリ６４に格納されているデータの中からマッチングスコアとしての相関値が最小となる位置をマーク検出位置の最適解として抽出して出力する。

図８の第３実施形態において照明ボリューム及び露光時間の設定範囲における変化数をそれぞれ１０回とした場合、合計１００回の撮像による画像についてそれぞれ相関演算による最小相関値を持つ検出位置を求め、その中から最小となる相関値を持つマーク検出位置を最適解として抽出することになる。

このように照明ボリュームと露光時間の両方を変化させた場合には、撮像回数が動作の調整回数の上段数と大きなことから、たとえば第１実施形態、第２実施形態の調整回数１０に対し、第３実施形態の場合にはそれぞれ調整回数を５回に絞ることで全体的な撮像回数を低減して処理時間を短縮させるようにしてもよい。

また図８の第３実施形態にあっては、調整ボリュームを設定した中で、露光時間を所定範囲で変化させて撮像させる処理を繰り返しているが、逆に露光時間を設定した中で、調整ボリュームを所定範囲で変化させる処理を繰り返すようにしてもよい。

さらに本発明はアライメントマークを対象として、マーク画像処理のプログラムを提供するものであり、このプログラムは図２のマーク画像処理３２を構成するコンピュータのハードウェア環境により実行されることになる。

即ち図２のマーク画像処理３２はコンピュータのハードウェア環境で実現されており、このようなコンピュータにあってはＣＰＵのバスにＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブを接続しており、ハードディスクドライブに本発明によるマーク画像処理プログラムをローディングしており、コンピュータの起動時にハードディスクドライブから本発明のマーク画像処理プログラムを読み出して、ＲＯＭ上に展開し、ＣＰＵにより実行することになる。

このコンピュータのハードウェア環境に実行される本発明のマーク画像処理プログラムは図６、図７または図８のフローチャートに示した処理手順を持つことになる。

尚、上記の実施形態はマーク画像処理装置３２として超音波結合装置に適用した場合を例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず回路基板やチップ状の微細なアライメントマークを撮像装置で撮像して位置を検出する装置であれば適宜の装置に本発明をそのまま適用することができる。

また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、さらに上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

Claims

撮像装置の撮像条件変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御ステップと、
前記複数の画像と予め登録された前記マークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識ステップと、
を備えたことを特徴とするマーク画像処理方法。
請求項１記載のマーク画像処理方法に於いて、前記撮像制御ステップは、照明強度を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理方法。
請求項１記載のマーク画像処理方法に於いて、前記撮像制御ステップは、露光時間を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理方法。
請求項１記載のマーク画像処理方法に於いて、前記撮像制御ステップは、照明装置の照明強度と露光時間とを所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理方法。
請求項１記載のマーク画像処理方法に於いて、前記画像認識ステップは、所定範囲で撮像条件を変化させて前記マークを撮像する毎に、画像に対しテンプレート画像をスライドさせながら各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出してその相関値と共に保存し、前記所定範囲で撮像条件を変化させた撮像の終了時に保存している複数の相関値の中から最小の相関値をもつマーク位置を最適値として検出することを特徴とするマーク画像処理方法。
請求項１記載のマーク画像処理方法に於いて、前記マークは基板またはチップ上に微細加工により形成されたアライメントマークであることを特徴とするマーク画像処理方法。
コンピュータに、
撮像装置の撮像条件変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御ステップと、
前記複数の画像と予め登録された前記マークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
請求項７記載のプログラムに於いて、前記撮像制御ステップは、照明強度を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするプログラム。
請求項７記載のプログラムに於いて、前記撮像制御ステップは、露光時間を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするプログラム。
請求項７記載のプログラムに於いて、前記撮像制御ステップは、照明装置の照明強度と露光時間とを所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするプログラム。
請求項７記載のプログラムに於いて、前記画像認識ステップは、所定範囲で撮像条件を変化させて前記マークを撮像する毎に、画像に対しテンプレート画像をスライドさせながら各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出してその相関値と共に保存し、前記所定範囲で撮像条件を変化させた撮像の終了時に保存している複数の相関値の中から最小の相関値をもつマーク位置を最適値として検出することを特徴とするプログラム。
請求項７記載のプログラムに於いて、前記マークは基板またはチップ上に微細加工により形成されたアライメントマークであることを特徴とするプログラム。
撮像装置の撮像条件変化させながらワーク上のマークを複数回撮像する撮像制御部と、
前記複数の画像と予め登録された前記マークのテンプレート画像との相関を演算して最適なマーク位置を検出する画像認識部と、
を備えたことを特徴とするマーク画像処理装置。
請求項１３記載のマーク画像処理装置に於いて、前記撮像装置は、照明強度を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理装置。
請求項１３記載のマーク画像処理装置に於いて、前記撮像装置は、露光時間を所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理装置。
請求項１３記載のマーク画像処理装置に於いて、前記撮像装置は、照明装置の照明強度と露光時間とを所定範囲で変化させながら前記マークを複数回撮像することを特徴とするマーク画像処理装置。
請求項１３記載のマーク画像処理装置に於いて、前記画像認識部は、所定範囲で撮像条件を変化させて前記マークを撮像する毎に、画像に対しテンプレート画像をスライドさせながら各スライド位置で相関を演算し、相関値が最小となるスライド位置からマーク位置を検出してその相関値と共に保存し、前記所定範囲で撮像条件を変化させた撮像の終了時に保存している複数の相関値の中から最小の相関値をもつマーク位置を最適値として検出することを特徴とするマーク画像処理装置。
請求項１３記載のマーク画像処理装置に於いて、前記マークは基板またはチップ上に微細加工により形成されたアライメントマークであることを特徴とするマーク画像処理装置。