ウェーハの位置決めマークはサイズが小さく、形態が多様であり、従来のフォーカス評価関数を用いた計算では安定性が低く感度が不足する問題があります。これらの問題に対処するため、多方向勾配分散に基づく適応型フォーカス評価アルゴリズムを提案します。まず、マーク画像の特徴エッジピクセルを適応的にサンプリングして抽出します。次に、Brenner関数とRoberts関数を組み合わせて、ウェーハ位置決めマークに適した多方向勾配評価関数を構築し、サンプリングしたピクセルを評価計算して初期のフォーカス評価関数値を得ます。最後に、画像群の初期フォーカス評価関数値の分散を計算し、関数の耐ノイズ性を最適化して最終的なフォーカス評価関数値を得ます。実験結果は、本手法が従来の評価アルゴリズムと比較して平坦領域の変動量を61.49%低減し、感度を2.56倍向上させたことを示しています。本アルゴリズムの提案は、ウェーハ位置決めマークをはじめ、明確なエッジ特徴構造を持つマイクロナノマーク画像の高感度な自動フォーカス実現に向けた最適な計算戦略を提供します。

撮像システム;画像品質評価;エッジ解析;自動焦点;焦点関数