KR20210095068A - 얼라인먼트 마크 검출 장치 및 얼라인먼트 마크 검출 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크이더라도 적절하게 검출할 수 있는 얼라인먼트 마크 검출 장치 및 얼라인먼트 마크 검출 방법을 제공한다.
[해결 수단] 얼라인먼트 마크 검출 장치는, 워크에 있어서의 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제1의 휘도 취득부와, 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제2의 휘도 취득부와, 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 제1 화상 및 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 뺀 겹침 화상을 작성하는 겹침 화상 작성부와, 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상에 의거하여, 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출부를 구비한다.

Description

얼라인먼트 마크 검출 장치 및 얼라인먼트 마크 검출 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ALIGNMENT MARK}

본 발명은, 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 장치 및 얼라인먼트 마크 검출 방법에 관한 것이다.

종래, 반도체 소자, 프린트 기판, 액정 기판 등의 패턴을 포토리소그래피에 의하여 제조하는 공정에 있어서, 노광 장치가 사용된다. 노광 장치는, 패턴을 형성한 마스크와, 그 패턴이 전사되는 워크가 소정의 위치 관계가 되도록 위치 맞춤(얼라인먼트)한 후, 워크에 마스크를 통하여 노광광을 조사하여, 마스크 패턴을 워크에 전사(노광)한다.

예를 들면 특허문헌 1, 2에는, 상기와 같이 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행하는 노광 장치에 대하여 개시되어 있다.

노광 장치에 있어서의 마스크와 워크의 위치 맞춤에는, 일반적으로 얼라인먼트 현미경이 이용된다. 구체적으로는, 얼라인먼트 현미경에 의하여 촬상된 마스크 마크와 워크 마크의 화상을 제어부에서 화상 처리하여 각각의 위치 좌표를 구하고, 양자의 위치가 미리 설정된 위치 관계가 되도록 마스크 및 워크 중 적어도 한쪽을 이동시킨다.

일본국 특허공개 평9-82615호 공보 일본국 특허공개 2011-66185호 공보

워크 마크는, 얼라인먼트 현미경에 의하여 촬상된 화상에 있어서, 워크 마크에 대응하는 부분과, 워크 마크 이외에 대응하는 부분(배경 부분)에 있어서의 콘트라스트(휘도값의 차)를 이용함으로써 검출할 수 있다. 예를 들면, 워크 마크를 촬상한 화상에 있어서 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가 소정 값 이상이 되는 화소를 이어 붙임으로써, 워크 마크를 검출할 수 있다.

그러나, 최근, 워크의 종류의 다양화 등에 의하여, 형성된 워크 마크와 그 배경의 휘도값의 차가, 매우 작은 것이 존재하게 되어 왔다. 이와 같이 워크 마크와 배경의 휘도값의 차가 작은 경우, 워크 마크를 적절하게 검출할 수 없다.

그래서, 본 발명은, 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크이더라도 적절하게 검출할 수 있는 얼라인먼트 마크 검출 장치 및 얼라인먼트 마크 검출 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 얼라인먼트 마크 검출 장치의 일 양태는, 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 장치로서, 상기 워크에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제1의 휘도 취득부와, 상기 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제2의 휘도 취득부와, 상기 제1의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 상기 제2의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 뺀 겹침 화상을 작성하는 겹침 화상 작성부와, 상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상에 의거하여, 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출부를 구비한다.

이와 같이, 워크 상의 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역을 촬상하여 얻어진 복수 장의 화상을 겹침으로써, 배경에 대하여 휘도차가 작은 얼라인먼트 마크를 촬상한 화상이더라도, 배경과 얼라인먼트 마크에 콘트라스트를 부여한 겹침 화상을 작성할 수 있어, 얼라인먼트 마크를 적절하게 검출할 수 있다. 또, 겹침에 사용하는 화상은, 하나의 같은 화상이 아니라, 복수 회의 촬상에 의하여 얻어진 화상이기 때문에, 노이즈를 제거하면서 콘트라스트를 부여할 수 있다.

또한, 겹침 화상의 작성 시에, 모두 더한 휘도값으로부터, 제1 화상 및 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 빼므로, 겹침 화상의 각 화소의 휘도값이 그레이 스케일의 상한값을 초과하는(오버플로하는) 것을 방지할 수 있다. 또, 빼는 값은, 제1 화상 및 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값으로 하기 때문에, 겹침 화상이 원화상(元畵像)의 전체의 밝기에 대하여 큰 폭으로 변화해 버리는 것을 억제할 수도 있다.

또, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 겹침 화상 작성부는, 상기 가산한 각 화소의 휘도값으로부터, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 평균 휘도값을 빼고, 상기 겹침 화상을 작성해도 된다.

이 경우, 겹침 화상의 각 화소의 휘도값이 오버플로하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 원화상에 대하여 전체의 밝기를 바꾸지 않고 겹침 화상을 작성할 수 있으므로, 겹침 화상에 의거하는 얼라인먼트 마크의 검출을 적절하게 행할 수 있다. 또한, 겹침 화상을 이용한 얼라인먼트 마크의 목시(目視)에 의한 확인을 행하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 겹침 화상 작성부는, 상기 가산한 각 화소의 휘도값으로부터, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하지 않는 배경 영역의 휘도값을 빼고, 상기 겹침 화상을 작성해도 된다.

얼라인먼트 마크를 포함하는 영역을 촬상한 화상에 있어서, 배경 영역은 대부분을 차지한다. 그 때문에, 배경 영역의 휘도값은, 촬상 화상의 평균 휘도값에 가까운 값이 된다. 따라서, 이 경우, 겹침 화상의 각 화소의 휘도값이 오버플로하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 원화상에 대하여 전체의 밝기를 바꾸지 않고 겹침 화상을 작성할 수 있으므로, 겹침 화상에 의거하는 얼라인먼트 마크의 검출을 적절하게 행할 수 있다. 또한, 겹침 화상을 이용한 얼라인먼트 마크의 목시에 의한 확인을 행하기 쉽게 할 수 있다.

또, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 얼라인먼트 마크 검출부는, 상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상을, 상기 얼라인먼트 마크의 템플릿 화상과 비교하는 패턴 서치에 의하여 상기 얼라인먼트 마크를 검출해도 된다.

이 경우, 얼라인먼트 마크를 적절하게 검출할 수 있다. 겹침 화상은, 화상 전체의 밝기의 변화를 억제하면서, 배경과 얼라인먼트 마크의 콘트라스트가 부여된 화상으로 되어 있기 때문에, 패턴 서치에 적합하다.

또한, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치는, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상과 같은 영역이 촬상된 제3 화상을 취득하고, 당해 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제3의 휘도 취득부를 추가로 구비하고, 상기 겹침 화상 작성부는, 또한, 상기 겹침 화상의 각 화소의 휘도값과, 상기 제3의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 겹침 화상 및 상기 제3 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 빼고, 상기 겹침 화상을 갱신해도 된다.

이와 같이, 화상의 겹침을 반복해서 행하여, 겹침 화상을 갱신해도 된다. 이 경우, 배경과 얼라인먼트 마크의 콘트라스트를 보다 높일 수 있어, 얼라인먼트 마크의 검출을 높은 정밀도로 행하는 것이 가능해진다.

또, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 겹침 화상 작성부는, 미리 설정된 횟수만큼 상기 겹침 화상의 갱신을 반복해도 된다. 이 경우, 겹침 화상의 갱신의 필요 여부를 판단하는 처리가 불필요해져, 처리를 단순화할 수 있다.

또한, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 겹침 화상 작성부는, 상기 겹침 화상에 있어서 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가 소정 값 이상이 될 때까지, 상기 겹침 화상의 갱신을 반복해도 된다. 이 경우, 불필요하게 겹침 화상의 갱신을 행하는 것을 방지할 수 있어, 그만큼의 처리 부하를 경감시킬 수 있다.

또, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치에 있어서, 상기 겹침 화상이 256계조의 화상인 경우, 상기 소정 값은, 15 이상 20 이하의 값이어도 된다. 이 경우, 적절하게 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있다.

또한, 상기의 얼라인먼트 마크 검출 장치는, 상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상을 표시하는 표시부를 추가로 구비해도 된다. 이 경우, 표시된 겹침 화상으로부터, 유저(작업자 등)는 얼라인먼트 마크를 목시에 의하여 확인할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 얼라인먼트 마크 검출 방법의 일 양태는, 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 방법으로서, 상기 워크에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 단계와, 상기 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 단계와, 상기 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 상기 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 뺀 겹침 화상을 작성하는 단계와, 상기 겹침 화상에 의거하여, 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함한다.

이에 의하여, 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크이더라도 적절하게 검출할 수 있다.

본 발명에 의하면, 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크이더라도 적절하게 검출할 수 있다.

도 1은, 본 실시 형태의 노광 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 얼라인먼트 마크 검출 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 3은, 얼라인먼트 마크의 검출 순서를 설명하는 도면이다.
도 4는, 표시 화상의 일례이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태의 노광 장치(100)의 기본적인 구성을 나타내는 도면이다.

노광 장치(100)는, 노광광을 출사하는 광조사부(11)를 구비한다.

광조사부(11)로부터 출사한 노광광은, 마스크 패턴(MP)이 형성된 마스크(M)와, 투영 렌즈(12)를 통하여, 레지스트를 도포한 워크(W) 상에 조사되고, 마스크 패턴(MP)이 워크(W) 상에 투영되어 노광된다.

마스크(M)는, 마스크 스테이지(MS)에 의하여 유지되어 있다. 마스크(M)에는, 마스크·얼라인먼트 마크(이하, 「마스크 마크」라고 한다.)(MAM)가 형성되어 있다. 또, 워크(W)는, 워크 스테이지(WS)에 의하여 유지되어 있다. 워크(W)에는, 워크·얼라인먼트 마크(이하, 「워크 마크」라고 한다.)(WAM)가 형성되어 있다.

또한, 마스크(M)와 워크(W)는, 워크 스테이지(WS)면에 대하여 평행한 면 내(X방향, Y방향, Z축 둘레의 회전 방향)에 있어서 위치 맞춤을 행하기 위하여, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크(WAM)는, 각각 2개소 이상 형성된다.

또, 노광 장치(100)는, 투영 렌즈(12)와 워크(W)의 사이에, 도 1의 화살표 방향으로 이동 가능한 얼라인먼트 현미경(20)을 구비한다. 얼라인먼트 현미경(20)은, 마스크 패턴(MP)을 워크(W)에 노광하기 전에 도 1에 나타내는 위치에 삽입되어, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크(WAM)를 검출한다. 얼라인먼트 현미경(20)에 의하여 검출된 마스크 마크(MAM) 및 워크 마크(WAM)를 이용하여 마스크(M)와 워크(W)의 위치 맞춤이 행해진다. 위치 맞춤 후, 얼라인먼트 현미경(20)은, 워크(W) 상으로부터 소정의 퇴피 위치로 퇴피한다.

또한, 도 1에서는, 얼라인먼트 현미경(20)을 1개만 나타내고 있지만, 상기한 바와 같이, 마스크 마크(MAM) 및 워크 마크(WAM)는, 각각 2개소 이상 형성되어 있기 때문에, 실제로는 얼라인먼트 현미경(20)도 그것에 따라 2개소 이상 설치된다.

얼라인먼트 현미경(20)은, 하프 미러(21)와, 렌즈(22, 23)와, CCD 카메라(24)를 구비한다. 또, 얼라인먼트 현미경(20)은, 촬상하는 워크(W)의 표면을 조명하기 위한 조명부(25)를 구비한다. 조명부(25)는, 예를 들면 LED로 할 수 있다. 얼라인먼트 현미경(20)의 CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된 마스크 마크(MAM)의 화상이나 워크 마크(WAM)의 화상 등은, 제어부(30)에 보내진다.

제어부(30)는, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된 화상에 대하여 화상 처리를 행하는 화상 처리부(31)와, 화상 처리부(31)에 있어서 얻어진 데이터를 기억하는 기억부(32)를 구비한다.

화상 처리부(31)는, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된 화상을 가져와, 모니터(40)에 표시시킬 수 있다. 또, 화상 처리부(31)는, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된 화상에 대하여 화상 처리를 행한 후의 화상을, 모니터(40)에 표시시킬 수도 있다. 즉, 모니터(40)에는, 마스크 마크(MAM)의 화상이나 워크 마크(WAM)의 화상을 표시할 수 있다. 노광 장치(100)의 작업자는, 모니터(40)에 표시되는 화상을 목시함으로써, 마스크 마크(MAM)나 워크 마크(WAM)의 검출을 확인할 수 있다.

화상 처리부(31)는, 촬상된 마스크 마크(MAM)의 화상으로부터 마스크 마크(MAM)를 검출하고, 마스크 마크(MAM)의 중심 위치 좌표를 연산할 수 있다. 마찬가지로, 화상 처리부(31)는, 촬상된 워크 마크(WAM)의 화상으로부터 워크 마크(WAM)를 검출하고, 워크 마크(WAM)의 중심 위치 좌표를 연산할 수 있다. 그리고, 화상 처리부(31)는, 마스크 마크(MAM)의 중심 위치와 워크 마크(WAM)의 중심 위치가 일치하도록, 도시하지 않은 마스크 스테이지 구동 기구 및 워크 스테이지 구동 기구 중 적어도 한쪽을 구동하여, 마스크(M) 및 워크(W) 중 적어도 한쪽을 이동시킨다.

마스크 마크(MAM)나 워크 마크(WAM)의 검출 방법으로서는, 패턴 서치를 이용할 수 있다. 예를 들면 워크 마크(WAM)를 검출하는 경우, 화상 처리부(31)는, 워크(W)의, 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역을 촬상한 화상을 서치 화상으로서 취득한다. 그리고, 화상 처리부(31)는, 서치 화상을, 미리 등록해 둔 워크 마크(WAM)의 템플릿 화상과 비교하는 패턴 서치를 행한다.

구체적으로는, 화상 처리부(31)는, 서치 화상 중에서, 템플릿 화상을 예를 들면 화상의 좌상으로부터 차례대로 이동시키면서, 템플릿 화상과 서치 화상에 있어서의 템플릿 화상과 겹치는 부분과의 화상의 유사도(상관 계수)를 연산한다. 유사도로서는, 예를 들면 SSD(Sum of Squared Difference)나 SAD(Sum of Absolute Difference) 등, 각 화소의 휘도값의 차에 의거하는 값을 이용할 수 있다. 화상 처리부(31)는, 연산한 유사도를 바탕으로, 서치 화상 중에서 템플릿 화상과 가장 유사한 영역을 검출함으로써, 워크 마크(WAM)를 검출할 수 있다.

상기의 수법에 의하여 얼라인먼트 마크를 적절하게 검출하기 위해서는, 화상 중의 얼라인먼트 마크에 대응하는 화소의 휘도값과, 얼라인먼트 마크에 대응하는 화소에 인접하는 화소의 휘도값의 차가, 소정 값 이상일 필요가 있다. 당해 소정 값은, 예를 들면 256계조의 그레이 스케일 화상에 있어서, 15 이상 20 이하의 값이다. 즉, 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역을 촬상한 256계조의 그레이 스케일 화상에 있어서, 얼라인먼트 마크에 대응하는 화소의 휘도값과 배경에 대응하는 화소의 휘도값의 차가 15 이상이면, 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있다.

일반적으로, 마스크(M)는 반복하여 사용되는 것이고, 마스크 마크(MAM)는 검출하기 쉽고 정확(精確)하게 형성되어 있다. 이에 반해, 워크(W)는 소모품이며, 워크 마크(WAM)는 정확하게 형성되지 않는 경향이 있다.

또, 최근, 워크(W)의 종류가 다양화하고 있어, 워크(W)의 표면의 상태도 다종다양하게 상이해지고 있다. 워크(W)로서는, 예를 들면 반도체 기판으로서 알려진 실리콘 웨이퍼가 있지만, 그 중에는 단순한 실리콘이 아니라 금속을 포함하는 웨이퍼가 존재한다. 또, 기판의 다층화에 의하여, 층 내에 설치된 워크 마크(WAM)를 검출하는 경우도 있다.

즉, 워크(W)에 대해서는, 워크 마크(WAM)에 대응하는 부분의 휘도와, 워크 마크(WAM) 이외에 대응하는 배경 부분의 휘도의 차(콘트라스트)가 매우 작은 것이 존재하게 되어 왔다. 이와 같이 워크 마크(WAM)와 배경의 콘트라스트가 작은 경우, 워크 마크(WAM)를 적절하게 검출할 수 없다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 워크(W)의, 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역에 대하여 복수 회 촬상하고, 촬상된 각 화상의 겹침 화상을 바탕으로, 워크 마크(WAM)를 검출한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 워크(W)에 있어서의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득한다. 또, 제어부(30)는, 제1 화상과 같은 영역에 대하여 촬상된 제2 화상을 취득하고, 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득한다. 그리고, 제어부(30)는, 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 화소마다 가산하고, 각 화소에 대하여, 가산된 휘도값으로부터 제1 화상과 제2 화상의 평균 휘도값을 빼고, 제1 화상과 제2 화상의 겹침 화상을 작성한다.

본 실시 형태에서는, 제어부(30)가, 워크(W) 상에 형성된 워크 마크(WAM)를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 장치에 대응하고 있다.

도 2는, 제어부(30)가 실행하는 얼라인먼트 마크 검출 처리(워크 마크 검출 처리)의 순서를 나타내는 플로차트이다. 이 도 2에 나타내는 처리는, 워크(W)에 대한 노광 처리를 행하기 전 등, 마스크(M)와 워크(W)의 위치 맞춤이 필요한 타이밍에 실행된다.

우선 단계 S1에 있어서, 제어부(30)는, 모니터(40)에 표시하고 있는 표시 화상을 취득하고, 기억부(32)에 포함되는 제1의 메모리(예를 들면 backup 메모리)에 보존한다. 이때, 제어부(30)는, 표시 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하고, 취득한 휘도값과 더불어 표시 화상을 보존한다.

또한, 모니터(40)에 화상이 표시되어 있지 않은 경우에는, 제어부(30)는, CCD 카메라(24)에 의하여 워크(W)의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역의 화상을 가져오고, 가져온 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하고, 취득한 휘도값과 더불어 가져온 화상을 보존한다.

단계 S2에서는, 제어부(30)는, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된, 워크(W)의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역의 화상을 가져오고, 단계 S3으로 이행한다. 이 단계 S2에 있어서 가져온 화상은, 단계 S1에 있어서 보존한 화상과 같은 영역을 촬상한 화상이다. 예를 들면, 제어부(30)는, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된 연속 화상(영상)으로부터, 단계 S1에 있어서 보존한 화상(프레임 화상)과는 상이한 타이밍에 촬상된 프레임 화상을 가져와도 된다.

단계 S3에서는, 제어부(30)는, 단계 S2에 있어서 가져온 도입 화상을 취득하고, 당해 도입 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하고, 취득한 휘도값과 더불어 도입 화상을 기억부(32)에 포함되는 제2의 메모리(예를 들면 current 메모리)에 보존한다.

단계 S4에서는, 제어부(30)는, 제1의 메모리에 보존된 화상의 각 화소의 휘도값과, 제2의 메모리에 보존된 화상의 각 화소의 휘도값의 평균값인 평균 휘도값을 계산하고, 단계 S5로 이행한다.

단계 S5에서는, 제어부(30)는, 각 화소에 대하여, 제1의 메모리에 보존된 휘도값과, 제2의 메모리에 보존된 휘도값을 가산하고, 가산된 휘도값으로부터 단계 S4에 있어서 계산된 평균 휘도값을 뺀다. 즉, 이 단계 S5에서는, 화상에 포함되는 전체 화소분의 반복 계산을 행한다.

단계 S6에서는, 제어부(30)는, 단계 S5에 있어서의 휘도 계산에 의하여 작성되는 겹침 화상을 모니터(40)에 표시하고, 단계 S7로 이행한다.

단계 S7에서는, 제어부(30)는, 겹침 화상의 콘트라스트가 소정 값 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 겹침 화상에 있어서의 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가, 미리 설정된 소정 값(예를 들면, 256계조의 화상에서 20) 이상인지 여부를 판정한다.

그리고, 제어부(30)는, 겹침 화상의 콘트라스트가 소정 값 미만이라고 판정한 경우에는 단계 S1로 돌아가고, 겹침 화상의 콘트라스트가 소정 값 이상이라고 판정한 경우에는, 단계 S8로 이행한다.

겹침 화상의 콘트라스트가 소정 값 미만이라고 판정된 경우, 단계 S1에서는, 모니터(40)에 표시되어 있는 겹침 화상이, 각 화소의 휘도값과 더불어 제1의 메모리에 보존된다. 또, 단계 S2에서는, 재차, CCD 카메라(24)에 의하여 촬상된, 워크(W)의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역의 화상이 가져와지고, 단계 S3에서는, 그 도입 화상이, 각 화소의 휘도값과 더불어 제2의 메모리에 보존된다. 그리고, 단계 S4에서는, 겹침 화상과 재차 가져온 도입 화상의 평균 휘도값이 계산되고, 단계 S5에 있어서, 겹침 화상이 갱신된다. 이 겹침 화상의 갱신은, 당해 겹침 화상의 콘트라스트가 소정 값 이상이 될 때까지 반복된다.

단계 S8에서는, 제어부(30)는, 단계 S5에 있어서의 휘도 계산에 의하여 작성된 겹침 화상에 의거하여, 워크 마크(WAM)를 검출한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 겹침 화상을, 워크 마크(WAM)의 템플릿 화상과 비교하는 패턴 서치에 의하여, 워크 마크(WAM)를 검출한다. 제어부(30)는, 워크 마크(WAM)를 검출하면, 도 2에 나타내는 처리를 종료한다.

또한, 도 2에 나타내는 처리에 있어서, 단계 S1의 처리가 제1의 휘도 취득부에 대응하고, 단계 S3의 처리가 제2의 휘도 취득부 또는 제3의 휘도 취득부에 대응하고 있다. 또, 단계 S4, S5 및 S7의 처리가, 겹침 화상 작성부에 대응하고 있다. 또, 단계 S6의 처리가 표시부에 대응하고, 단계 S8의 처리가 얼라인먼트 마크 검출부에 대응하고 있다.

이하, 도 3을 이용하여, 얼라인먼트 마크(워크 마크)의 검출 순서에 대하여 구체적으로 설명한다. 여기에서는, 알기 쉽도록, 이하와 같이 극단적으로 단순화한 예를 이용하여 설명한다.

(전제)

얼라인먼트 현미경(20)에 의하여 촬상된 화상은, 네 개의 화소(px1, px2, px3, px4)로 나누어져 있다. 워크 마크(WAM)는, 화소 px2에 존재한다. 네 개의 화소의 휘도값이, 제어부(30)의 화상 처리부(31)에 의한 화상 처리에 의하여 20계조의 그레이 스케일로 얻어진다. 여기서, 휘도는, 휘도값이 클수록 높고(밝고), 휘도값이 작을수록 낮다(어둡다). 그리고, 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가 5 이상이면, 얼라인먼트 마크로서 검출할 수 있는 것으로 한다.

(제1의 공정)

얼라인먼트 현미경(20)에 의하여, 워크(W)의, 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역을 촬상한다. 이때 촬상된 화상을 제1 화상으로 한다. 제1 화상은, 화상 처리부(31)에 있어서 화상 처리되고, 각 화소의 휘도값이 연산된다. 도 3의 (a)에 그 결과를 나타낸다. 여기에서는, 네 개의 화소(px1, px2, px3, px4)의 휘도값이, (8, 5, 7, 7)인 경우에 대하여 설명한다. 연산된 휘도값은, 화상 데이터와 더불어 기억부(32)에 기억된다.

상기한 바와 같이, 워크 마크(WAM)는, 화소 px2에 존재한다. 그 때문에, 화소 px2의 휘도는, 서로 이웃하는 화소 px1, px3보다 약간 어둡다. 그러나, 그 차는, 화소 px1에 대해서는 휘도값으로 3, 화소 px3에 대해서는 휘도값으로 2밖에 나지 않는다. 따라서, 이 제1 화상에서는, 워크 마크(WAM)를 검출할 수 없다.

(제2의 공정)

얼라인먼트 현미경(20)에 의하여, 제1의 공정에서 촬상된 제1 화상과 같은 촬상 영역을 재차 촬상한다. 이때 촬상된 화상을 제2 화상으로 한다. 그리고, 제1 화상과 동일하게, 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 구한다. 도 3의 (b)에 그 결과를 나타낸다. 이 제2 화상의 각 화소의 휘도값은, 각각 (7, 4, 6, 6)이었다고 한다. 연산된 휘도값은, 화상 데이터와 더불어 기억부(32)에 기억된다.

제2 화상에 있어서도, 제1 화상과 동일하게, 화소 px2의 휘도는, 서로 이웃하는 화소 px1, px3보다 약간 어둡지만, 역시 그 차는 휘도값으로 5 미만이다. 따라서, 이 제2 화상으로부터도, 워크 마크(WAM)를 검출할 수 없다.

(제3의 공정)

기억부(32)에 기억된 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 불러내고, 불러낸 휘도값을 화소마다 가산한다. 이에 의하여 작성된 화상을, 가산 화상으로 한다. 가산 화상의 각 화소의 휘도값은, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이 (15, 9, 13, 13)이 된다.

그 한편, 제1 화상과 제2 화상의 평균 휘도값을 계산한다. 여기서, 평균 휘도값이란, 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 제2 화상의 각 화소의 휘도값의 합계를, 제1 화상의 화소수와 제2 화상의 화소수의 합으로 나눈 값이다. 즉, 제1 화상과 제2 화상의 평균 휘도값은, 이하와 같이 된다.

평균 휘도값={(8+5+7+7)+(7+4+6+6)}/(4+4)=6.25 ……… (1)

또한, 평균 휘도값은, 처리의 간략화를 위하여, 소수점 이하를 반올림해도 된다. 여기에서는, 평균 휘도값을 6으로 한다.

다음으로, 도 3의 (c)의 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터, 평균 휘도값 6을 뺀다. 이에 의하여 작성된 화상을, 제1 화상과 제2 화상의 겹침 화상[가]로 한다. 이 겹침 화상[가]의 각 화소의 휘도값은, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이 (9, 3, 7, 7)이 된다. 연산된 휘도값은, 화상 데이터와 더불어 기억부(32)에 기억된다.

이 겹침 화상[가]에 있어서는, 화소 px2와 화소 px1의 휘도값의 차는 6이고, 소정 값 5 이상으로 되어 있다. 그러나, 화소 px2와 화소 px3의 휘도값의 차는 4이며, 소정 값 5 미만이다. 따라서, 이 겹침 화상[가]로부터도, 워크 마크(WAM)를 검출하는 것은 어렵다.

(제4의 공정)

배경과 워크 마크(WAM)의 콘트라스트를 보다 크게 하기 위하여, 얼라인먼트 현미경(20)에 의하여, 제1 화상 및 제2 화상과 같은 촬상 영역을 재차 촬상한다. 이때 촬상된 화상을 제3 화상으로 한다. 그리고, 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 구한다. 도 3의 (e)에 그 결과를 나타낸다. 이 제3 화상의 각 화소의 휘도값은, 각각 (9, 7, 8, 8)이었다고 한다. 연산된 휘도값은, 화상 데이터와 더불어 기억부(32)에 기억된다.

(제5의 공정)

기억부(32)에 기억된 겹침 화상[가]의 각 화소의 휘도값과 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 불러내고, 불러낸 휘도값을 화소마다 가산한다. 이에 의하여 작성된 가산 화상의 각 화소의 휘도값은, 도 3의 (f)에 나타내는 바와 같이 (18, 10, 15, 15)가 된다.

또, 상기의 제3의 공정과 동일하게, 겹침 화상[가]와 제3 화상의 평균 휘도값을 계산하면, 평균 휘도값은 이하와 같이 된다.

평균 휘도값={(9+3+5+5)+(9+7+8+8)}/(4+4)=6.75 ……… (2)

또한, 여기에서는 상기와 동일하게, 소수점 이하를 반올림하여, 평균 휘도값을 7로 한다.

다음으로, 도 3의 (f)의 가산 화상의 각 화소의 휘도로부터, 평균 휘도값 7을 뺀다. 이에 의하여 작성된 화상을, 겹침 화상[가]와 제3 화상의 겹침 화상[나]로 한다. 이 겹침 화상[나]는, 제1 화상과 제2 화상과 제3 화상에 대하여 겹침 처리를 한 화상이 된다. 겹침 화상[나]의 각 화소의 휘도값은, 도 3의 (g)에 나타내는 바와 같이 (11, 3, 8, 8)이 된다.

이 겹침 화상[나]에 있어서는, 화소 px2와 화소 px1의 휘도값의 차가 8, 화소 px2와 화소 px3의 휘도값의 차가 5이며, 모두 소정 값 5 이상으로 되어 있다. 따라서, 이 겹침 화상[나]로부터는, 화소 px2에 존재하는 워크 마크(WAM)를 적절하게 검출할 수 있다.

(제6의 공정)

겹침 화상[나]에 의거하여, 워크 마크(WAM)를 검출한다. 구체적으로는, 겹침 화상[나]를, 워크 마크(WAM)의 템플릿 화상과 비교하는 패턴 서치를 행하여, 워크 마크(WAM)를 검출한다.

또한, 템플릿 화상은, 워크(W)의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역을 복수 회 촬상한 복수의 워크 마크 화상에 대하여, 워크 마크(WAM)를 검출하는 경우와 동일한 겹침 처리를 행하여 작성해도 된다. 이 경우, 화상의 겹침 횟수는, 미리 설정된 소정의 횟수로 할 수 있다.

또, 상기와 같이, 겹침 처리를 이용하여 템플릿 화상을 작성한 경우, 워크 마크(WAM)를 검출할 때의 겹침 처리에 있어서의 화상의 겹침 횟수는, 상기의 미리 설정된 소정의 횟수와 동등한 것이 바람직하다. 이 경우, 도 2의 단계 S7에서는, 화상의 겹침 횟수가 미리 설정된 횟수에 도달했는지 여부를 판정함으로써, 미리 설정된 횟수만큼 겹침 화상의 갱신을 반복하도록 해도 된다.

또한, 화상의 겹침 횟수는, 미리 제어부(30)로 설정할 수 있다. 예를 들면, 몇 종류인가의 샘플로부터 실험을 행하고, 확실하게 워크 마크(WAM)를 검출할 수 있는 횟수를 설정하도록 해도 된다. 겹침의 횟수가 적을수록, 워크 마크(WAM)의 검출에 소비하는 시간을 짧게 하여, 처리 시간 전체의 단축화를 도모할 수 있기 때문에, 겹침의 횟수는, 확실하게 워크 마크(WAM)를 검출할 수 있는 최저 횟수로 설정하는 것이 바람직하다.

도 4의 (a)~도 4의 (c)는, 모니터(40)에 표시된 워크 마크(WAM)의 화상과, 당해 화상에 있어서의 검지선(A) 상의 각 화소의 휘도값(L)을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 4의 (a)는 겹침을 하고 있지 않은 원화상, 도 4의 (b)는 3회의 겹침을 한 겹침 화상, 도 4의 (c)는 5회의 겹침을 한 겹침 화상에 대하여 나타내고 있다. 이들 화상은, 256계조의 그레이 스케일 화상이다.

도 4의 (a)~도 4의 (c)의 화상 중에 있어서, 검은 원환 형상의 것이 워크 마크(WAM)이다. 또한, 도 4의 (a)~도 4의 (c)에서는, 워크 마크(WAM)에 상당하는 화소의 휘도는 낮고, 그 주변의 배경의 휘도가 높은 경우에 대하여 나타내고 있지만, 예를 들면 조명법(암시야 조명, 명시야 조명)에 따라 화상 중의 워크 마크(WAM)가 보이는 방식은 상이하다.

제어부(30)는, 이 워크 마크(WAM)와 배경과 콘트라스트(휘도값의 차)를 이용하여, 화상 중의 워크 마크(WAM)의 위치를 검출한다.

도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 원화상에 있어서는, 배경에 상당하는 화소의 휘도값(L1)과 워크 마크(WAM)에 상당하는 화소의 휘도값(L2)의 차가 작고, 휘도값의 차는 5였다. 그 때문에, 원화상으로부터는, 워크 마크(WAM)를 검출할 수 없었다.

도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 3회의 겹침을 한 겹침 화상에 있어서는, 배경에 상당하는 화소의 휘도값(L1)과 워크 마크(WAM)에 상당하는 화소의 휘도값(L2)의 차는, 도 4의 (a)에 나타내는 원화상에 있어서의 휘도값의 차보다 커졌다. 휘도값(L1)과 휘도값(L2)의 차는 15였다. 이 경우, 워크 마크(WAM)를 검출할 수 있었다.

도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이, 5회의 겹침을 하면, 배경에 상당하는 화소의 휘도값(L1)과 워크 마크(WAM)에 상당하는 화소의 휘도값(L2)의 차는 더욱 커져, 25가 되었다. 이 경우, 워크 마크(WAM)를 고정밀도로 검출할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 얼라인먼트 마크 검출 장치로서의 제어부(30)는, 워크(W)에 있어서의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득한다. 또, 제어부(30)는, 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득한다. 또한, 제어부(30)는, 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 제1 화상과 제2 화상의 평균 휘도값을 뺀 겹침 화상을 작성한다. 그리고, 제어부(30)는, 작성된 겹침 화상에 의거하여, 워크 마크(WAM)를 검출한다.

이와 같이, 워크(W) 상의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역을 촬상하여 얻어진 복수 장의 화상을 겹치므로, 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크(WAM)를 촬상한 화상이더라도, 배경과 워크 마크(WAM)에 콘트라스트를 부여한 겹침 화상을 작성할 수 있어, 워크 마크(WAM)를 적절하게 검출할 수 있다. 또, 화상의 겹침 처리를 반복하고, 겹침 화상을 반복하여 갱신함으로써, 배경과 워크 마크(WAM)의 콘트라스트를 보다 높일 수 있다.

즉, 제어부(30)는, 제1 화상 및 제2 화상과 같은 영역이 촬상된 제3 화상을 취득하고, 당해 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 취득해도 된다. 그리고, 제어부(30)는, 겹침 화상의 각 화소의 휘도값과 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 겹침 화상과 제3 화상의 평균 휘도값을 빼고, 겹침 화상을 갱신해도 된다.

또, 제어부(30)는, 겹침 화상에 있어서 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가 소정 값 이상이 될 때까지, 겹침 화상의 갱신을 반복할 수 있다. 여기서, 겹침 화상이 256계조의 화상인 경우, 상기 소정 값은 15 이상 20 이하의 값으로 할 수 있다.

이에 의하여, 겹침 화상 중의 워크 마크(WAM)와 배경의 콘트라스트가, 워크 마크(WAM)를 검출 가능한 콘트라스트가 될 때까지, 확실하게 화상의 겹침 처리를 반복할 수 있다. 따라서, 최종적으로 작성된 겹침 화상에 의거하여, 적절하게 워크 마크(WAM)를 검출할 수 있다. 또, 불필요하게 겹침 화상의 갱신을 반복하는 것을 방지할 수 있으므로, 그만큼의 처리 부하를 경감시킬 수 있다.

또한, 겹침에 사용하는 화상은, 하나의 같은 화상이 아니라, 그때마다 촬상하여 얻어진 화상이기 때문에, 노이즈를 제거하면서 콘트라스트를 부여할 수 있다.

촬상한 화상에는, 다양한 이유로 노이즈가 포함된다. 같은 화상을 겹침에 사용하면, 노이즈에 의한 농담도 겹침을 반복할 때마다 강조되게 되어, 경우에 따라서는 오검출의 원인이 된다. 그때마다 촬상한 화상을 겹침에 사용함으로써, 상기 노이즈를 캔슬할 수 있어, 워크 마크(WAM)의 오검출을 억제할 수 있다.

또, 겹침 화상의 작성 시에, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터, 겹침에 사용한 화상의 평균 휘도값을 빼므로, 겹침 화상의 각 화소의 휘도값이 그레이 스케일의 상한값을 초과하는(오버플로하는) 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 빼는 값을 평균 휘도값으로 함으로써, 겹침 전의 화상에 대하여 전체의 밝기를 바꾸지 않고 겹침 화상을 작성할 수 있다.

화상의 겹침 시에, 단순하게 각 화소의 휘도값을 모두 더하는 것만으로는, 각 화소의 휘도값이 커져 겹침 화상이 전체적으로 희뿌옇게 되어 버린다. 또, 경우에 따라서는, 휘도값이 오버플로해 버린다. 이 경우, 패턴 서치에 의한 워크 마크(WAM)의 검출을 적절하게 행할 수 없다. 또, 겹침 화상을 모니터(40)에 표시한 경우, 목시로의 워크 마크(WAM)의 확인을 할 수 없다.

본 실시 형태와 같이, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 평균 휘도값을 빼고 겹침 화상을 작성함으로써, 겹침 전의 화상에 대하여 전체의 밝기를 바꾸지 않도록 할 수 있어, 겹침 화상에 의거하는 워크 마크(WAM)의 검출이나, 겹침 화상의 목시로의 확인을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 평균 휘도값을 빼는 것이 아니라, 미리 설정한 고정값을 빼는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 그 경우, 상기 고정값이 겹침 전의 화상의 전체의 휘도값에 대하여 작게 설정되어 있으면, 고정값을 뺀 후의 겹침 화상은 희뿌연 채로 있게 된다. 또, 상기 고정값이 겹침 전의 화상의 전체의 휘도값에 대하여 크게 설정되어 있으면, 고정값을 뺀 후의 겹침 화상은 거무스름해진다. 어느 쪽이든, 패턴 서치에 의한 워크 마크(WAM)의 검출, 및, 목시에 의한 확인에는 부적합하다.

또, 평균 휘도값은, 화상의 대부분을 차지하는 배경 영역의 휘도값에 가깝다. 그 때문에, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 평균 휘도값을 빼도록 함으로써, 화상의 겹침을 반복해도, 겹침 화상의 배경 영역의 휘도가 겹침 전의 화상의 배경 영역의 휘도로부터 크게 변화하지 않도록 할 수 있다. 즉, 배경의 밝기의 변화를 억제하면서, 워크 마크(WAM)와 배경의 콘트라스트를 높일 수 있다. 따라서, 패턴 서치에 의한 워크 마크(WAM)의 검출, 및, 목시에 의한 확인을 적절하게 행할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 얼라인먼트 마크 검출 장치는, 배경에 대하여 휘도차가 작은 워크 마크(WAM)이더라도 적절하게 검출할 수 있다.

(변형예)

상기 실시 형태에 있어서는, 겹침 화상을 작성할 때에, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 겹침 전의 2장의 화상의 평균 휘도값을 빼는 경우에 대하여 설명했지만, 어느 한쪽의 화상의 평균 휘도값을 빼도록 해도 된다.

또, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 빼는 값은 평균 휘도값에 한정되는 것이 아니고, 겹치기 전의 2장의 화상 중 적어도 한쪽의 휘도값에 의거하는 값이면 된다. 예를 들면, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 빼는 값은, 겹치기 전의 2장의 화상 중 적어도 한쪽에 있어서의 워크 마크(WAM)를 포함하지 않는 배경 영역의 휘도값이어도 된다.

상술한 바와 같이, 워크 마크(WAM)를 촬상한 화상의 대부분은, 워크 마크(WAM)를 포함하지 않는 배경 영역이며, 당해 화상의 평균 휘도값은 배경 영역의 휘도값에 가깝다. 따라서, 배경 영역의 휘도값을 미리 취득해 두고, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 빼도록 해도, 평균 휘도값을 빼는 경우와 동등한 효과가 얻어진다.

배경 영역의 휘도는, 워크(W)의 재료나 반사율, 조명광의 색이나 출력, CCD 카메라(24)의 감도에 따라 상이하다. 따라서, 워크(W)에 있어서의 워크 마크(WAM)를 포함하는 영역 중, 워크 마크(WAM)를 포함하지 않는 배경 영역을 CCD 카메라(24)에 의하여 촬상하고, 촬상된 화상의 평균 휘도값을 계산함으로써, 배경 영역의 휘도값을 취득하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 가산 화상의 각 화소의 휘도값으로부터 미리 취득한 배경 영역의 휘도값을 빼도록 함으로써, 화상의 겹침을 반복할 때마다 평균 휘도값을 연산할 필요가 없어져, 그만큼의 처리 부하를 경감시킬 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 노광 장치(100)가 얼라인먼트 마크 검출 장치를 구비하는 경우에 대하여 설명했지만, 예를 들면 광 가공 장치(레이저 가공 장치 등)에도 적용 가능하다.

11: 광조사부 12: 투영 렌즈
20: 얼라인먼트 현미경 21: 하프 미러
22: CCD 카메라 23: 렌즈
24: 렌즈 25: 조명부
30: 제어부 31: 화상 처리부
32: 기억부 40: 모니터
100: 노광 장치 M: 마스크
MAM: 얼라인먼트 마크(마스크 마크) MP: 마스크 패턴
MS: 마스크 스테이지 W: 워크
WAM: 얼라인먼트 마크(워크 마크) WS: 워크 스테이지

Claims (10)

1. 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 장치로서,
   상기 워크에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제1의 휘도 취득부와,
   상기 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제2의 휘도 취득부와,
   상기 제1의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제1 화상의 각 화소의 휘도값과, 상기 제2의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 뺀 겹침 화상을 작성하는 겹침 화상 작성부와,
   상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상에 의거하여, 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 겹침 화상 작성부는,
   상기 가산한 각 화소의 휘도값으로부터, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 평균 휘도값을 빼고, 상기 겹침 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 겹침 화상 작성부는,
   상기 가산한 각 화소의 휘도값으로부터, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하지 않는 배경 영역의 휘도값을 빼고, 상기 겹침 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 얼라인먼트 마크 검출부는,
   상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상을, 상기 얼라인먼트 마크의 템플릿 화상과 비교하는 패턴 서치에 의하여 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 화상 및 상기 제2 화상과 같은 영역이 촬상된 제3 화상을 취득하고, 당해 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 제3의 휘도 취득부를 추가로 구비하고,
   상기 겹침 화상 작성부는, 또한,
   상기 겹침 화상의 각 화소의 휘도값과, 상기 제3의 휘도 취득부에 의하여 취득된 상기 제3 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 겹침 화상 및 상기 제3 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 빼고, 상기 겹침 화상을 갱신하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 겹침 화상 작성부는, 미리 설정된 횟수만큼 상기 겹침 화상의 갱신을 반복하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 겹침 화상 작성부는, 상기 겹침 화상에 있어서 서로 이웃하는 화소의 휘도값의 차가 소정 값 이상이 될 때까지, 상기 겹침 화상의 갱신을 반복하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 겹침 화상이 256계조의 화상인 경우, 상기 소정 값은, 15 이상 20 이하의 값인 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 겹침 화상 작성부에 의하여 작성된 겹침 화상을 표시하는 표시부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 장치.
10. 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 마크 검출 방법으로서,
    상기 워크에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역이 촬상된 제1 화상을 취득하고, 당해 제1 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 단계와,
    상기 제1 화상과 같은 영역이 촬상된 제2 화상을 취득하고, 당해 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하는 단계와,
    상기 제1 화상의 각 화소의 휘도값과 상기 제2 화상의 각 화소의 휘도값을 가산하고, 가산한 각 화소의 휘도값으로부터 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상 중 적어도 한쪽의 각 화소의 휘도에 의거하는 값을 뺀 겹침 화상을 작성하는 단계와,
    상기 겹침 화상에 의거하여, 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크 검출 방법.

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