(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マークを含む二次元画像を、Ｘ方向に微分した後、Ｙ方向に射影加算することにより、マークのエッジを検出するマーク検出方法において、
前記射影加算時における前記Ｙ方向に存在するエッジの数を、Ｘ方向の領域毎に検出するエッジ数検出工程と、
前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を、前記エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程と、
前記加算値補正工程により補正した前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値に基づいて前記マークのエッジを検出するエッジ検出工程と、
を備えたことを特徴とするマーク検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマーク検出方法において、
前記マークは、Ｙ方向に延びる直線状のマークであるマーク検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のマーク検出方法において、
前記加算値補正工程においては、前記エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させるマーク検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マークを含む二次元画像からマークのエッジを検出するマーク検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マークのエッジを検出する手法の一つとして、微分処理がある。ここで、微分とは、画像処理における端縁部分の抽出の手法であり、特定の画像に関し、互いに隣接する画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間の輝度の差分をとることである。また、直線状に延びるマークのエッジを検出するときには、射影加算が利用される。ここで、射影加算とは、特定の画像に対して一方向に値を加算することである。そして、取り込み画像に対してフィルタ等を利用して平滑化を実行することにより、ゴミの画像等のノイズを除去するようにしている（非特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】２０００年１０月１２日シュプリンガー・フェアラーク東京株式会社発行、ＦＥＳＴ  Ｐｒｏｊｅｃｔ編集委員会編「実践画像処理」第６２乃至６９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマーク検出方法によれば、コントラストの低いマークの近傍にコントラストの高いノイズが存在した場合、マークを正確に認識できないという問題が生じている。
【０００５】
図５は、Ｙ方向に延びる直線状のマーク１０１とノイズ１０２とを含む二次元画像をＸ方向に微分した後、Ｙ方向に単純に射影加算した結果を模式的に示す説明図である。
【０００６】
ここで、上述したように、微分とは、互いに隣接する画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間の輝度の差分をとることであり、図５に示すマーク１０１についてＸ方向に微分するとは、Ｙ方向の各位置において、Ｘ方向に隣り合う画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間で輝度の差分をとることである。また、射影加算するとは、一方向に値を加算することであり、図５に示すマーク１０１について微分後に射影加算するとは、Ｘ方向の微分値をＹ方向に沿って加算することである。
【０００７】
図５に示すように、二次元画像中に検出したい直線状のマーク１０１とともにゴミの画像等のノイズ１０２が存在した場合において、この二次元画像をＸ方向に微分した後、Ｙ方向に射影加算した場合には、ノイズ１０２を示すピークＰ１と、直線状のマーク１０１のエッジを示す一対のピークＰ２およびＰ３を有する波形を得ることができる。このとき、直線状のマーク１０１のコントラストが低く、ノイズ１０２のコントラストが高い場合には、ノイズ１０２を示すピークＰ１と、直線状のマーク１０１のエッジを示す一対のピークＰ２およびＰ３とが同程度、あるいは、ノイズ１０２を示すピーク値Ｐ１の方が大きくなり、直線状のマーク１０１のエッジを特定することが困難であるという問題が生ずる。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、検出対象であるマークのエッジを正確に検出することが可能なマーク検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、マークを含む二次元画像を、Ｘ方向に微分した後、Ｙ方向に射影加算することにより、マークのエッジを検出するマーク検出方法において、前記射影加算時における前記Ｙ方向に存在するエッジの数を、Ｘ方向の領域毎に検出するエッジ数検出工程と、前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を、前記エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程と、前記加算値補正工程により補正した前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値に基づいて前記マークのエッジを検出するエッジ検出工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記マークは、Ｙ方向に延びる直線状のマークである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記加算値補正工程においては、前記エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、前記射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、必要なマークを他の情報と区別して、正確に検出することが可能となる。
【００１３】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、直線状のマークとともにコントラストの高いノイズが存在した場合においても、ノイズの影響を防止して直線状のマークを正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明を適用する露光装置１００を模式的に示す斜視図である。
【図２】基板２の移動機構を、カメラ１５とともに模式的に示す概要図である。
【図３】この発明に係るマーク検出方法を示すフローチャートである。
【図４】Ｙ方向に延びる直線状のマーク１０１とノイズ１０２とを含む二次元画像に対してこの発明を適用した結果を模式的に示す説明図である。
【図５】Ｙ方向に延びる直線状のマーク１０１とノイズ１０２とを含む二次元画像をＸ方向に微分した後、Ｙ方向に単純に射影加算した結果を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、この発明を適用する露光装置の構成について説明する。図１は、この発明を適用する露光装置１００を模式的に示す斜視図である。
【００１６】
この露光装置１００は、半導体ウエハ等の基板２に対して、マスク３のパターンを露光するためのものであり、超高圧水銀灯等の光源４と、集光ミラー５と、ダイクロイックミラー６と、フライアイレンズ（複合レンズ）７と、コリメートミラー１とを備える。
【００１７】
この露光装置１００においては、光源４から出射された光は、集光ミラー５により集光されてダイクロイックミラー６に入射する。ダイクロイックミラー６においては、そこに入射した光のうち、露光に必要な波長の光のみがフライアイレンズ７に向けて反射される。そして、フライアイレンズ７を通過した光は、コリメートミラー１によりコリメートされて平行光となり、マスク３を介して基板２に照射される。このとき、マスク３および基板２は、フライアイレンズ７を通過した光が互いに重畳する領域に配置されており、均一な照度分布によりパターン露光を実行することが可能となる。
【００１８】
図２は、基板２の移動機構を、カメラ１５とともに模式的に示す概要図である。
【００１９】
基板２は、支持部材１３により支持されている。この支持部材１３は、移動機構１４により、Ｘ、Ｙ、θ方向に移動可能となっている。そして、支持部材１３により支持された基板２の画像は、カメラ１５により撮像される。このような基板２には、アライメントマークやスクライブラインが形成されている。この露光装置１００においては、アライメントマークやスクライブラインを検出することにより基板２の位置決めを実行している。このため、基板２に形成されたマークとしてのアライメントマークまたはスクライブラインを、ノイズの影響を受けることなく正確に検出する必要がある。
【００２０】
次に、この発明に係るマーク検出方法について説明する。図３は、この発明に係るマーク検出方法を示すフローチャートである。また、図４は、Ｙ方向に延びる直線状のマーク１０１とノイズ１０２とを含む二次元画像に対してこの発明を適用した結果を模式的に示す説明図である。
【００２１】
直線状のマーク１０１を検出するときには、最初に、マーク１０１を含む二次元画像をＸ方向に微分する（ステップＳ１）。そして、この微分の結果をＹ方向に射影加算する（ステップＳ２）。ここでＸ方向およびＹ方向とは、基板２の主面に対して設定された互いに直交する二方向を指す。この方向は、露光装置１００等に対して適宜設定される方向である。
【００２２】
このとき、二次元画像中に検出したい直線状のマーク１０１とともにゴミの画像等のノイズ１０２が存在した場合において、この二次元画像をＸ方向に微分した後、Ｙ方向に単純に射影加算した場合には、図５に示す場合と同様、ノイズ１０２を示すピークＰ１と、直線状のマーク１０１のエッジを示す一対のピークＰ２およびＰ３を有する波形とが認識される。このとき、直線状のマーク１０１のコントラストが低く、ノイズ１０２のコントラストが高い場合には、ノイズ１０２を示すピークＰ１と、直線状のマーク１０１のエッジを示す一対のピークＰ２およびＰ３とが同程度、あるいは、ノイズ１０２を示すピーク値Ｐ１の方が大きくなり、直線状のマーク１０１のエッジを特定することが困難となる。
【００２３】
このため、この発明に係るマーク検出方法においては、Ｙ方向の射影加算を実行したときのエッジ数を検出する（ステップＳ３）。すなわち、Ｙ方向における所定の距離毎に、Ｘ方向の微分時に微分値が一定以上となったエッジの数を数える。そして、射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を、このエッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数により補正する加算値補正工程を実行する（ステップＳ４）。
【００２４】
より具体的には、この加算値補正工程においては、エッジ数検出工程（ステップＳ３）で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させる。図４に示す実施形態の場合においては、直線状のマーク１０１はＹ方向の領域においてエッジ数が多いのに対して、ノイズ１０２はＹ方向の領域においてエッジ数が少なくなる。このため、エッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行った場合には、図４に示すように、ノイズ１０２を示すピークＰ１は、直線状のマーク１０１のエッジを示す一対のピークＰ２およびＰ３よりも小さな値となる。なお、エッジの数が設定値以下のときに、射影加算後の加算値をゼロとなるまで減少させるようにしてもよい。
【００２５】
ここで、上記設定値は、検出したいマークの長さや予想されるノイズ１０２の大きさ等に基づいて、予め設定しておく。
【００２６】
そして、直線状のマーク１０１のエッジを検出する（ステップＳ５）。この場合には、直線状のマーク１０１のコントラストが低くノイズ１０２のコントラストが高い場合であっても、加算値補正工程（ステップＳ４）においてノイズ１０２を示すピーク値を小さくする処理がなされていることから、エッジ検出時の閾値を適切に設定することにより、ノイズ１０２の影響を受けることなく、直線状のマーク１０１のエッジを検出することができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態においては、エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数が設定値以下のときに、射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行っているが、直線状のマークとともに存在する微小な欠陥等を検出するためには、エッジ数検出工程で検出したＸ方向の領域毎のエッジの数が設定値以上のときに、射影加算後のＸ方向の領域毎の加算値を減少させる処理を行ってもよい。このような構成を採用した場合においては、直線状のマークによるエッジを示すピーク値を小さなものとして、微小な欠陥等を容易に検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１      コリメートミラー
２      基板
３      マスク
４      光源
５      集光ミラー
６      ダイクロイックミラー
７      フライアイレンズ
１３    支持部材
１４    移動機構
１５    カメラ
１００  露光装置
１０１  マーク
１０２  ノイズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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