JPH06337961A - 画像認識方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物の原画像中に重なりあった状態で混在
するパターンを簡便かつ正確に認識することが可能な画
像認識技術を提供する。 【構成】 照明光２ａを発生する光源２と、光学系３
と、半導体ウエハ１からの反射・散乱光２ｂを取り込ん
で原画像を得るカメラ４と、モニタ５と、認識装置６を
備え、認識装置６は、カメラ４からの原画像をコントラ
ストに差に応じて分解し、複数の分離画像１２ａ，１２
ｂ・・・を切り出す画像切り出し部７と、分離画像１２
ａ，１２ｂ・・・を個別に保持する複数の画像メモリ８
と、画像メモリ８に保持された分離画像１２ａ，１２ｂ
・・・を合成して単一の合成画像にする画像合成部９
と、複数の文字画像の基準パターンを保持したパターン
辞書１０と、単一の合成画像とパターン辞書１０の基準
パターンとを照合することにより文字認識動作を行う認
識部１１とで構成される画像認識装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像認識技術に関し、
特に、半導体装置の製造プロセスにおける半導体ウエハ
のＩＤ認識等に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置の製造工程におけ
るウエハプロセスでは、プロセスを流れる多数の半導体
ウエハの識別のために、当該半導体ウエハの一部に製造
番号や記号等のＩＤを形成することが一般に行われてい
る。通常、このＩＤは、回路パターンと同様に、ホトリ
ソグラフィによるパターン転写技術を用いて形成される
が、ＩＤを構成する文字は数ミリ角と比較的大きく、重
ね合わせの要求精度が回路パターンほど高くないので、
同一の露光工程において、回路パターンとは別ステップ
でＩＤ転写専用の露光装置を用いて転写形成される。

【０００３】そして、こうして形成されたＩＤ文字を認
識する方法としては、たとえば光学系を通してモニター
画面に映る画像を二値化または多値化処理を行ない、あ
らかじめ辞書登録した文字と比較し認識することが一般
的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のウエハＩＤ認識
装置における問題点として、以下のものが挙げられる。

【０００５】認識すべきウエハＩＤ文字を画像処理する
場合、前述のように、画像に映し出された文字を二値化
または多値化の処理を施し各ウエハＩＤ文字を切り出し
た後、あらかじめデータとして登録されている文字と比
較を行ない文字認識をしている。

【０００６】一方、ウエハＩＤ文字は装置における認識
率を向上させるため、前述のように、複数の露光工程で
前の工程で挿入されたＩＤ文字に重ね合わせるように転
写している。このため、なんらかの原因で各露光工程間
でＩＤの重ね合わせにずれが生じると、そのずれ方向、
ずれ量の組み合わせの数だけ、特定の一つの文字を照合
認識するために膨大な辞書登録文字数が必要となり、認
識率の低下、認識時間の増加となり、ＩＤ認識における
効率が低下する。

【０００７】本発明の目的は、対象物の原画像中に重な
りあった状態で混在するパターンを簡便かつ正確に認識
することが可能な画像認識技術を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１０】本発明の画像認識方法は、対象物から原画
像を取り込む第１の段階と、原画像からコントラストの
差に基づいて複数の第１のパターンを個別に切り出す第
２の段階と、複数の第１のパターンを重ね合わせて単一
の第２のパターンを得る第３の段階と、第２のパターン
と基準パターンとを比較することにより、第２のパター
ンを認識する第４の段階とからなるものである。

【００１１】また、本発明は、請求項１記載の画像認識
方法において、対象物に対する照明光の照射角度を変化
させることにより、複数の第１のパターン間のコントラ
ストの差を大きくして、原画像の取込みを行うものであ
る。

【００１２】また、本発明は、請求項１または２記載の
画像認識方法において、対象物に対する照明光、およ
び、対象物からの反射光または散乱光、の少なくとも一
方を偏光フィルタを通過させることにより、複数の第１
のパターンのコントラストの差を大きくして、原画像の
取込みを行うものである。

【００１３】また、本発明は、請求項１，２または３記
載の画像認識方法において、対象物が半導体ウエハであ
り、原画像は半導体ウエハの一部に形成されたウエハ識
別情報であり、ウエハ識別情報の文字認識を行うもので
ある。

【００１４】また、本発明の画像認識装置は、対象物を
照明する照明手段と、対象物の原画像を取り込む撮像手
段と、原画像からコントラストの差に基づいて複数の第
１のパターンを個別に切り出す画像切り出し手段と、複
数の第１のパターンを重ね合わせて単一の第２のパター
ンを得る画像合成手段と、第２のパターンと基準パター
ンとを比較することにより、第２のパターンを認識する
画像認識手段とからなるものである。

【００１５】また、本発明は、請求項５記載の画像認識
装置において、照明手段から対象物に照射される照明光
の照射角度を変化させることにより、複数の第１のパタ
ーン間のコントラストの差を大きくして、原画像の取込
みを行うものである。

【００１６】また、本発明は、請求項５または６記載の
画像認識装置において、照明手段から対象物に照射され
る照明光、および、対象物から撮像手段に入射する反射
光または散乱光、の少なくとも一方を偏光フィルタを通
過させることにより、複数の第１のパターンのコントラ
ストの差を大きくして、原画像の取込みを行うものであ
る。

【００１７】また、本発明は、請求項５，６または７記
載の画像認識装置において、対象物が半導体ウエハであ
り、原画像は半導体ウエハの一部に形成されたウエハ識
別情報であり、ウエハ識別情報の文字認識を行うもので
ある。

【００１８】

【作用】上記した本発明の画像認識技術によれば、原画
像中に混在する複数の第１のパターンをコントラストの
差によって個別に切り出した後、重ね合わせて一つの第
２のパターンとした後、所定の基準パターンとの照合に
よる認識処理を実行するので、たとえば、複数の第１の
パターンが多様なずれ方向やずれ量をもって重なりあっ
て存在する場合でも、少量の基準パターンを用意するだ
けで、迅速に、簡便かつ正確に認識することができる。

【００１９】また、対象物に対する照明光の照射角度を
変化させることにより複数の第１のパターン間のコント
ラストの差を大きくして、原画像の取込みを行うことに
より、第１のパターンの分離がより正確となり、それに
よって第２のパターンの合成がより容易かつ正確に行わ
れ、精度のよい認識結果を得ることができる。

【００２０】また、対象物に対する照明光、および、対
象物からの反射光または散乱光、の少なくとも一方を偏
光フィルタを通過させることにより、複数の第１のパタ
ーンのコントラストの差を大きくして、原画像の取込み
を行うことにより、第１のパターンの分離がより正確と
なり、それによって第２のパターンの合成がより容易か
つ正確に行われ、精度のよい認識結果を得ることができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の一実施例で
ある画像認識方法および装置の一例を示す概念図であ
り、図２は、その作用の一例を示す概念図である。

【００２３】本実施例の画像認識装置は、対象物である
半導体ウエハ１に照射される照明光２ａを発生する光源
２と、光学系３と、半導体ウエハ１からの反射・散乱光
２ｂを取り込むことにより、当該半導体ウエハ１の原画
像を撮影するカメラ４と、モニタ５とを備えている。モ
ニタ５には、認識装置６が接続されている。

【００２４】本実施例の場合、認識装置６は、カメラ４
から得られる原画像から、たとえばコントラストに差に
応じて分解し、複数の分離画像１２ａ，１２ｂ・・・を
切り出す画像切り出し部７と、切り出された複数の分離
画像１２ａ，１２ｂ・・・を個別に保持する複数の画像
メモリ８と、個々の画像メモリ８に保持された複数の１
２ａ，１２ｂ・・・を合成して単一の文字等の合成画像
１２にする動作を行う画像合成部９と、複数種の文字画
像の基準パターンを保持したパターン辞書１０と、単一
の合成画像１２とパターン辞書１０の基準パターンとを
照合することにより文字認識動作を行う認識部１１とで
構成されている。

【００２５】以下、本実施例の画像認識方法および装置
の作用の一例について説明する。

【００２６】半導体ウエハ１の、たとえばオリエンテー
ションフラット部に形成されたウエハＩＤ文字の原画像
は光学系３を介してカメラ４に取り込まれ、モニタ５を
介して認識装置６に送出される。この半導体ウエハ１上
のウエハＩＤ文字は、複数のホトリソグラフィ工程の各
々において、同一の文字パターンを同一の位置に重ね合
わせるように形成されている。

【００２７】認識装置６では、まず、画像切り出し部７
が、ウエハＩＤ文字の各層の文字構造に依存したコント
ラストの濃淡が同じレベルの複数の分離画像１２ａ，１
２ｂ・・・に分解し、複数の画像メモリ８の各々に格納
する。

【００２８】すなわち、ウエハＩＤ文字はリソグラフィ
ー技術を用い形成するため、その構造は露光工程により
寸法、形状及びその上に堆積される膜種、膜厚が大きく
異なる。この結果、認識装置の光源からの入射光に対す
る散乱及び反射光強度も露光工程毎の転写文字に依存
し、画像処理するときのコントラスト差として取り出す
ことが可能になる。この現象を利用し、重ね合わせがず
れたウエハＩＤ文字をコントラストが等しい複数画像に
分解するものである。

【００２９】さらに、画像合成部９は、この分解した複
数の分離画像１２ａ，１２ｂ・・・のうちある一つの画
像を基準にし、各パターンの輪郭が一致するように重ね
合わせを行ない単一の合成画像１２に合成する。

【００３０】その後、認識部１１は、この単一の合成画
像１２と、パターン辞書１０に格納されている基準パタ
ーンと照合することにより、当該合成画像１２を認識
し、たとえば特定の文字コードとして認識結果を外部の
図示しない制御コンピュータ等に出力する。図２に上述
のような、一連の画像処理過程の一例を示す。

【００３１】このように、本実施例の画像認識方法およ
び装置によれば、輪郭の明瞭な単一の合成画像１２とパ
ターン辞書１０の基準パターンとを照合するので、正確
な認識結果が得られる。さらに、輪郭が多様で不明瞭な
文字画像の出現を想定して、個々の文字毎に多数の変形
パターンを重複してパターン辞書１０に登録する必要が
なくなり、パターン辞書１０の容量を大幅に削減できる
とともに、認識所要時間の短縮を実現することができ
る。

【００３２】（実施例２）図３は、本発明の他の実施例
である画像認識方法および装置の一例を示す概念図であ
る。

【００３３】この実施例２の場合には、光源２０から半
導体ウエハ１に照射される照明光２０ａの照射角度を可
変にし、当該半導体ウエハ１におけるウエハＩＤ文字を
構成する各層の文字画像のコントラストの差が最大とな
るように、照明光２０ａの照射状態を制御するものであ
る。

【００３４】これにより、たとえば、ウエハＩＤ文字が
各層でずれた場合、当該各層毎のパターンをより明瞭に
分離することが可能となり、分離された複数の画像１２
ａ，１２ｂ，・・・の単一の合成画像１２への合成処理
の精度が向上し、正確な文字認識結果を得ることができ
る。

【００３５】（実施例３）図４は、本発明のさらに他の
実施例である文字認識方法および装置の一例を示す概念
図である。

【００３６】この実施例３の場合には、光学系３におい
て、光源２からの照明光２ａを半導体ウエハ１に導くハ
ーフミラー３ａを透過してカメラ４に入射する反射・散
乱光２ｂの光路上に偏光フィルタ２１を介設する構成と
したものである。

【００３７】これにより、半導体ウエハ１上に各露光工
程において積層状態に形成されたウエハＩＤ文字の各層
毎の反射・散乱光２ｂのコントラスト差が偏光フィルタ
２１の存在により、より強調され、正確な文字認識結果
を得ることができる。

【００３８】（実施例４）図５は、本発明のさらに他の
実施例である画像認識方法および装置の一例を示す概念
図である。

【００３９】この実施例４の場合には、光源２から放射
され、半導体ウエハ１に照射される照明光２ａの光路上
に偏光フィルタ２２を介設し、特定の偏光によって半導
体ウエハ１の目的の部位を照明する構成としたものであ
る。

【００４０】この場合には、特定の偏光による照明によ
って、半導体ウエハ１上に各露光工程において積層状態
に形成されたウエハＩＤ文字の各層毎の反射・散乱光２
ｂのコントラスト差がより強調され、正確な文字認識結
果を得ることができる。

【００４１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４２】たとえば、対象物としては、半導体ウエハ
に限らず、他の物品であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４４】すなわち、本発明の画像認識方法によれ
ば、対象物の原画像中に重なりあった状態で混在するパ
ターンを簡便かつ正確に認識することができる、という
効果が得られる。

【００４５】また、本発明の画像認識装置によれば、対
象物の原画像中に重なりあった状態で混在するパターン
を簡便かつ正確に認識することができる、という効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である画像認識方法および装
置の一例を示す概念図である。

【図２】その作用の一例を示す概念図である。

【図３】本発明の他の実施例である画像認識方法および
装置の一例を示す概念図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例である文字認識方法
および装置の一例を示す概念図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例である画像認識方法
および装置の一例を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ（対象物） ２ 光源（照明手段） ２ａ 照明光 ２ｂ 反射・散乱光 ３ 光学系 ３ａ ハーフミラー ４ カメラ（撮像手段） ５ モニタ ６ 認識装置 ７ 画像切り出し部（画像切り出し手段） ８ 画像メモリ ９ 画像合成部（画像合成手段） １０ パターン辞書 １１ 認識部（画像認識手段） １２ 合成画像（第２のパターン） １２ａ 分離画像（第１のパターン） １２ｂ 分離画像（第１のパターン） ２０ 光源（照明手段） ２０ａ 照明光 ２１ 偏光フィルタ ２２ 偏光フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 21/68 Ｆ (72)発明者 横山 芳人 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 高橋 達也 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物から原画像を取り込む第１の段階
   と、前記原画像からコントラストの差に基づいて複数の
   第１のパターンを個別に切り出す第２の段階と、複数の
   前記第１のパターンを重ね合わせて単一の第２のパター
   ンを得る第３の段階と、前記第２のパターンと基準パタ
   ーンとを比較することにより、前記第２のパターンを認
   識する第４の段階とからなることを特徴とする画像認識
   方法。
2. 【請求項２】 前記対象物に対する照明光の照射角度を
   変化させることにより、複数の前記第１のパターン間の
   コントラストの差を大きくして、前記原画像の取込みを
   行うことを特徴とする請求項１記載の画像認識方法。
3. 【請求項３】 前記対象物に対する照明光、および、前
   記対象物からの反射光または散乱光、の少なくとも一方
   を偏光フィルタを通過させることにより、複数の前記第
   １のパターンのコントラストの差を大きくして、前記原
   画像の取込みを行うことを特徴とする請求項１または２
   記載の画像認識方法。
4. 【請求項４】 前記対象物が半導体ウエハであり、前記
   原画像は前記半導体ウエハの一部に形成されたウエハ識
   別情報であり、前記ウエハ識別情報の文字認識を行うこ
   とを特徴とする請求項１，２または３記載の画像認識方
   法。
5. 【請求項５】 対象物を照明する照明手段と、対象物の
   原画像を取り込む撮像手段と、前記原画像からコントラ
   ストの差に基づいて複数の第１のパターンを個別に切り
   出す画像切り出し手段と、複数の前記第１のパターンを
   重ね合わせて単一の第２のパターンを得る画像合成手段
   と、前記第２のパターンと基準パターンとを比較するこ
   とにより、前記第２のパターンを認識する画像認識手段
   とからなることを特徴とする画像認識装置。
6. 【請求項６】 前記照明手段から前記対象物に照射され
   る照明光の照射角度を変化させることにより、複数の前
   記第１のパターン間のコントラストの差を大きくして、
   前記原画像の取込みを行うことを特徴とする請求項５記
   載の画像認識装置。
7. 【請求項７】 前記照明手段から前記対象物に照射され
   る照明光、および、前記対象物から前記撮像手段に入射
   する反射光または散乱光、の少なくとも一方を偏光フィ
   ルタを通過させることにより、複数の前記第１のパター
   ンのコントラストの差を大きくして、前記原画像の取込
   みを行うことを特徴とする請求項５または６記載の画像
   認識装置。
8. 【請求項８】 前記対象物が半導体ウエハであり、前記
   原画像は前記半導体ウエハの一部に形成されたウエハ識
   別情報であり、前記ウエハ識別情報の文字認識を行うこ
   とを特徴とする請求項５，６または７記載の画像認識装
   置。