JPH0610820B2 - パタ−ン認識用固体撮像装置 - Google Patents
パタ−ン認識用固体撮像装置Info
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- JPH0610820B2 JPH0610820B2 JP59077704A JP7770484A JPH0610820B2 JP H0610820 B2 JPH0610820 B2 JP H0610820B2 JP 59077704 A JP59077704 A JP 59077704A JP 7770484 A JP7770484 A JP 7770484A JP H0610820 B2 JPH0610820 B2 JP H0610820B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はパ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。
画素の配置形状に関する。
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パターン
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エハを例にとる
と、通常ウエハには結晶方位を識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、結像光学系により結像されたエリ
アセンサ撮像面上のウエハ像２の一例を示している）
し、この切欠き部を基準位置に合わせるようにウエハを
移動させることが行なわれている。特に、ウエハ上に集
積回路パ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
ウエハ像２の中心位置Ａの変位情報（ｄ，θ）およびそ
の切欠き部２′の方向情報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像メモリに一旦格納し、この格
納データを読み出してパ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。
が二次元状に配置されたエリアセンサを用いたパターン
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エハを例にとる
と、通常ウエハには結晶方位を識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、結像光学系により結像されたエリ
アセンサ撮像面上のウエハ像２の一例を示している）
し、この切欠き部を基準位置に合わせるようにウエハを
移動させることが行なわれている。特に、ウエハ上に集
積回路パ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
ウエハ像２の中心位置Ａの変位情報（ｄ，θ）およびそ
の切欠き部２′の方向情報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像メモリに一旦格納し、この格
納データを読み出してパ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。
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、被写体のパターンが未知の場合には効果的であ
るが、被写体のパ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。
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、被写体のパターンが未知の場合には効果的であ
るが、被写体のパ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り、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
になり、高価になる。
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り、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
になり、高価になる。
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パ
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り、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り得るパ
ターン認識用固体撮像装置を提供するものである。
ターンが既知である場合に、基準座標に対する被写体パ
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り、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り得るパ
ターン認識用固体撮像装置を提供するものである。
本発明のパターン認識用固体撮像装置は、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Ｎ個の画
素が環状に配置され、結像光学系により、被写体パター
ン像の周縁部が前記Ｎ個の画素上に結像されるように構
成した撮像面と、前記各画素における入射光強度に応じ
た信号を、第１番目の画素から第Ｎ番目の画素まで順次
時系列に読み出す手段とを具備する。そして、時系列に
読み出された信号出力パターン中の最小信号レベルを示
す画素の位置および最大信号レベルを示す画素の位置の
識別処理により基準座標に対する被写体のずれの方向を
認識する第１の認識手段と、時系列に読み出された信号
出力パターン中の最小信号レベルと最大信号レベルとの
差の演算処理により基準座標に対する被写体のずれの量
を認識する第２の認識手段と、時系列に読み出された信
号出力パターン中の特異パターンを示す画素の位置の識
別処理により基準座標上における被写体が有する特異形
状部分の位置を認識する第３の認識手段とを具備するこ
とを特徴としている。
パターンの周縁部とほぼ同じ形状となるようにＮ個の画
素が環状に配置され、結像光学系により、被写体パター
ン像の周縁部が前記Ｎ個の画素上に結像されるように構
成した撮像面と、前記各画素における入射光強度に応じ
た信号を、第１番目の画素から第Ｎ番目の画素まで順次
時系列に読み出す手段とを具備する。そして、時系列に
読み出された信号出力パターン中の最小信号レベルを示
す画素の位置および最大信号レベルを示す画素の位置の
識別処理により基準座標に対する被写体のずれの方向を
認識する第１の認識手段と、時系列に読み出された信号
出力パターン中の最小信号レベルと最大信号レベルとの
差の演算処理により基準座標に対する被写体のずれの量
を認識する第２の認識手段と、時系列に読み出された信
号出力パターン中の特異パターンを示す画素の位置の識
別処理により基準座標上における被写体が有する特異形
状部分の位置を認識する第３の認識手段とを具備するこ
とを特徴としている。
上記構成のパターン認識用固体撮像装置であると、各画
素における入射光強度に応じた信号を、第１番目の画素
から第Ｎ番目の画素まで順次時系列に読み出し、この時
系列に読み出された信号出力パターンに基いて、基準座
標に対する被写体の変位量を認識できるため、例えば１
回の信号出力で、上記の変位量を把握することが可能と
なる。また、画素を環状に配置するために、使用画素数
も少なくできる。このため、認識処理システムの簡単
化、高速化できるようなパターン撮像が可能となり、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
理の高速化を図れるようになる。
素における入射光強度に応じた信号を、第１番目の画素
から第Ｎ番目の画素まで順次時系列に読み出し、この時
系列に読み出された信号出力パターンに基いて、基準座
標に対する被写体の変位量を認識できるため、例えば１
回の信号出力で、上記の変位量を把握することが可能と
なる。また、画素を環状に配置するために、使用画素数
も少なくできる。このため、認識処理システムの簡単
化、高速化できるようなパターン撮像が可能となり、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
理の高速化を図れるようになる。
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（光
電変換素子）Ｐ１〜ＰＮの配置を示しており、被写体が
たとえばシリコンウエハである場合に対応してその周縁
部のパターン（既知である）とほぼ同じ形状（本例では
円環状）となるように一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率あるい
は縮尺率で結像されるものである。この場合、被写体パ
ターン像の周縁部（図中斜線で示す）２１が前記各画素
Ｐ１〜ＰＮ上に結像される。
る。第２図は、固体撮像装置の撮像面における画素（光
電変換素子）Ｐ１〜ＰＮの配置を示しており、被写体が
たとえばシリコンウエハである場合に対応してその周縁
部のパターン（既知である）とほぼ同じ形状（本例では
円環状）となるように一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率あるい
は縮尺率で結像されるものである。この場合、被写体パ
ターン像の周縁部（図中斜線で示す）２１が前記各画素
Ｐ１〜ＰＮ上に結像される。
さらに、画素Ｐ１〜ＰＮそれぞれの入射光強度に応じた
信号を画素Ｐ１〜ＰＮの順に時系列で読み出すための信
号出力手段（図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。
信号を画素Ｐ１〜ＰＮの順に時系列で読み出すための信
号出力手段（図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り、被写体像周縁部２
１が影として結像されている。
状態で撮像した場合を想定しており、被写体像周縁部２
１が影として結像されている。
したがって、上記一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像Ｐ１〜ＰＮ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
状の出力パターンとなる。この信号出力パターンは、基
準座標（画素Ｐ１〜ＰＮの配置中心を原点とするｘ，ｙ
座標であり、ｘ軸により画素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Ａのずれの量ｄおよび方向θ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Ｐｍの位置および最大信号レベルＶｎを示す
画素Ｐｎの位置の識別処理により検知可能である。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との減算処理により検知可能である。
ＰＮに対応する信号出力レベルは画像Ｐ１〜ＰＮ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
状の出力パターンとなる。この信号出力パターンは、基
準座標（画素Ｐ１〜ＰＮの配置中心を原点とするｘ，ｙ
座標であり、ｘ軸により画素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Ａのずれの量ｄおよび方向θ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Ｐｍの位置および最大信号レベルＶｎを示す
画素Ｐｎの位置の識別処理により検知可能である。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との減算処理により検知可能である。
なお、上記中心位置のずれがない場合における信号出力
パターンの一例を第４図に示している。
パターンの一例を第４図に示している。
また、前記信号出力パターンは被写体像周縁部２１のパ
ターンの特徴を有するものであり、被写体像周縁部２１
に特異な形状部分（本例ではウエハの切欠き部）がある
場合にはそれに対応した特異パターン部を有する。そし
て、この信号出力パターン中の特異パターン部のパター
ン認識処理および対応する画素位置の識別処理により基
準座標上におけるウエハ切欠き部の位置（角度）を検
知可能である。
ターンの特徴を有するものであり、被写体像周縁部２１
に特異な形状部分（本例ではウエハの切欠き部）がある
場合にはそれに対応した特異パターン部を有する。そし
て、この信号出力パターン中の特異パターン部のパター
ン認識処理および対応する画素位置の識別処理により基
準座標上におけるウエハ切欠き部の位置（角度）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
知の被写体周縁部パターンとほぼ同じ形状で配置された
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、基準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り、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、パターン認識回路の構成も簡易な
ものとなるので、パター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。
知の被写体周縁部パターンとほぼ同じ形状で配置された
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、基準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り、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、パターン認識回路の構成も簡易な
ものとなるので、パター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り、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を結像光学系により結像させればよい。
々の変形実施が可能であり、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を結像光学系により結像させればよい。
上述したように本発明のパ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パ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
り、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。
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パ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
り、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。
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。
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。
Claims (1)
- 【請求項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Ｎ個の画素が環状に配置され、結像光
学系により、被写体パターン像の周縁部が前記Ｎ個の画
素上に結像されるように構成した撮像面と、 前記各画素における入射光強度に応じた信号を、第１番
目の画素から第Ｎ番目の画素まで順次、時系列に読み出
す手段と、 前記時系列に読み出された信号出力パターン中の最小信
号レベルを示す画素の位置および最大信号レベルを示す
画素の位置の識別処理により基準座標に対する被写体の
ずれの方向を認識する第１の認識手段と、 前記時系列に読み出された信号出力パターン中の前記最
小信号レベルと前記最大信号レベルとの差の演算処理に
より基準座標に対する被写体のずれの量を認識する第２
の認識手段と、 前記時系列に読み出された信号出力パターン中の特異パ
ターンを示す画素の位置の識別処理により基準座標上に
おける前記被写体が有する特異形状部分の位置を認識す
る第３の認識手段と を具備することを特徴とするパターン認識用固体撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077704A JPH0610820B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | パタ−ン認識用固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077704A JPH0610820B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | パタ−ン認識用固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221885A JPS60221885A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0610820B2 true JPH0610820B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=13641283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077704A Expired - Lifetime JPH0610820B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | パタ−ン認識用固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610820B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043663B2 (ja) * | 1975-04-25 | 1985-09-30 | 株式会社東芝 | 自動位置制御装置 |
| JPS5965429A (ja) * | 1982-10-06 | 1984-04-13 | Hitachi Ltd | ウエハのプリアライメント装置 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59077704A patent/JPH0610820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221885A (ja) | 1985-11-06 |
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