JP2001280915A - 画像測定システム及び画像測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度の焦点合わせ機構を必要とせず、高い
再現性で精度よく測定する画像測定システムを提供す
る。更に、被検物上の複数の測定点に高低差がある場合
でも、高い再現性で精度よく測定できる画像測定システ
ムを提供する。 【解決手段】 画像測定システム１００を構成する画像
測定装置１０は、Ｘ−Ｙステージ１２、対物レンズ１３
Ａ、ＣＣＤ型カメラ１４、対物レンズ１３ＡとＸ−Ｙス
テージ１２との相対的な距離（焦点位置）を調整するユ
ニット移動部１６を有する。ホストコンピュータ２０
は、前記相対的な距離（焦点位置）を変化させながら測
定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置データＡ1，Ａ2，…Ａ
ｎ、Ｂ1，Ｂ2，…Ｂｎを逐次取得し、この位置データの
変化の度合いが最小となった時点での位置データを測定
点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置として認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像測定システム
及び画像測定方法に関し、立体的な被検物上の複数の測
定点の位置、測定点間の距離等の測定に利用して有用な
画像測定システム及び画像測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検物（ワーク）をステージ
上に載置し、その画像をＣＣＤ型撮像素子等によって取
得し、これをコンピュータの表示装置（ＣＲＴ）で表示
させながら被検物上の任意の測定点の位置、測定点間の
距離等を求める画像測定システムが知られている。

【０００３】ここで任意の測定点の位置は、測定点（例
えば、パターンのエッジ部分）を表す画像のコントラス
トに応じて求められる（例えば、コントラストが最大の
位置を測定結果とする）。このような画像測定システム
にあっては、ステージ上の被検物に関わらず、常に、同
一の条件で再現性よく画像測定ができるように、画像デ
ータの取得時に高い精度の焦点合わせが行われる。

【０００４】すなわち、焦点合わせによって得られた鮮
明な画像に基づいて画像測定を行うことで、画像測定時
の測定点の位置検出の再現性が高くなる。反対に、焦点
合わせの精度が低いと測定点の画像（例えば、エッジの
輪郭）がボケてしまい、コントラストが最大となる位置
が一定にならず、再現性のよい画像測定ができない。高
い精度の焦点合わせを実現する方法として、従来より、
レーザーオートフォーカス（レーザーＡＦ）による方
法、イメージオートフォーカス（イメージＡＦ）による
方法（所謂、「山登り方式」）が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ーザーＡＦによる焦点合わせは、オートフォーカス用の
レーザーが照射される被検物の表面に凹凸がある場合
に、照射されたレーザーが散乱する等、正確な焦点合わ
せができないことがある。このことは、特に、高倍率の
対物レンズが用いられたときに問題になる。

【０００６】又、イメージＡＦによる焦点合わせ（山登
り方式）は、ステージ上の被検物の画像データを取得
し、これに基づいて被検物の画像全体がボケない合焦位
置を決定するもので高い再現性が得られる。しかしなが
ら、この方式では、一旦決定された合焦位置を再現する
のに時間がかかり、しかも、合焦位置が１つに決定され
るため、被検物に凹凸があって複数の測定点に高低差が
ある場合には、これら全ての測定点で最適な位置検出を
行うことができない（安定性が低い）。

【０００７】又、上記２つの方法を用いても、被検物の
画像データの取得に先立って最適な合焦位置を決定する
ため、この最適な合焦位置を再現すべく対物レンズとス
テージとの相対的な位置を制御しようとしても、制御誤
差が生じてしまい、再現性の高い、安定した画像測定が
困難であった。本発明は、かかる事情に鑑みてなされた
もので、被検物上の複数の測定点の位置、測定点間の距
離を、被検物に関わらず、常に高い再現性で精度よく求
めることができる画像測定システム及びその画像測定方
法を提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、被検物が載置されるステージ、
該ステージ上の被検物の像を結像させる対物レンズ、該
対物レンズを介して得られた被検物の画像を読み取る画
像読取手段、及び前記対物レンズと前記ステージとの相
対的な位置を調整する調整手段を有する画像測定装置
と、前記画像測定装置に接続され前記調整手段をして前
記相対的な位置を変化させると共に前記読み取られた画
像に基づいて当該被検物上の任意の測定点の位置を認識
し、もって当該被検物の画像測定を行う制御装置とから
なる画像測定システムにおいて、前記制御装置が、前記
対物レンズと前記ステージとの前記相対的な位置を変化
させながら前記測定点の位置データを逐次取得する位置
データ取得手段と、斯く取得した位置データの変化の度
合いが最小となった時点で得られる位置データを当該測
定点の測定結果とする位置認識手段とを有するものであ
る。

【０００９】この請求項１の発明によれば、被検物上の
複数の測定点に高低差があっても、各測定点において、
高い再現性で画像測定を行うことができる。又、変化の
度合いが最小のときの位置データが当該測定点の測定結
果とされるので、前記調整手段による制御誤差が生じて
も、この制御誤差が測定結果に与える影響が小さくな
り、再現性が高くなる。

【００１０】又、請求項２の発明は、前記位置データ取
得手段が前記対物レンズと前記ステージとの前記相対的
な位置を一定値宛変化させ、該相対的な位置が一定値変
化する毎に前記測定点の位置データを取得し、前記位置
認識手段が前記取得された前記位置データの間の値を補
間して連続した位置データを求めると共にこの連続した
位置データの変化の度合いが最小となった時点で得られ
た位置データを当該測定点の測定結果とするものであ
る。これにより、変化の度合いが最も小さくなる位置デ
ータを常に精度よく求めることができ、画像測定の再現
性が更に高まる。

【００１１】又、請求項３の発明は、前記位置データ取
得手段が前記対物レンズと前記ステージとの前記相対的
な位置を変化させて前記被検物上の複数の測定点毎に位
置データを取得し、前記位置認識手段が前記複数の測定
点毎に前記求めた位置データの変化の度合いが最小とな
ったときの位置データを求め、斯く求めた位置データを
前記複数の測定点の各々の測定結果とするものである。
これにより、各測定点毎に、変化の度合いが最小となっ
たときの位置データを測定点の測定結果とできるので、
各測定点の画像測定を、高い再現性で、かつ精度よく行
うことができる。

【００１２】又、請求項４の発明は、被検物をステージ
上に載置し、該ステージに対向する対物レンズを介して
得られた前記被検物の画像を読み取り、斯く読み取った
画像に基づいて当該被検物上の任意の測定点の位置を認
識して当該被検物の画像測定を行う画像測定方法であっ
て、前記対物レンズと前記ステージとの相対的な位置を
変化させるステップと、前記相対的な位置が変化する毎
に前記測定点の位置データを取得するステップと、斯く
取得した位置データの変化の度合いが最小となった時点
で得られる位置データを当該測定点の測定結果とするス
テップとを含んでいるものである。このように位置デー
タの変化の度合いが最小のときの位置データが測定点の
測定結果とされるので、ステージと対物レンズとを相対
的に移動させる際に制御誤差が生じても、この制御誤差
が、測定点の測定結果に与える影響が小さくなり、高い
再現性が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１１を参照して説明する。図１は、本発
明に係る画像測定システム１００の全体構成を示す図で
ある。画像測定システム１００は、画像測定装置１０と
ホストコンピュータ（制御装置）２０とによって構成さ
れている。

【００１４】このうち画像測定装置１０は、台座部１
１、この台座部１１に設置されたＸ−Ｙステージ１２、
Ｘ−Ｙステージ１２に対向するように配置された対物レ
ンズユニット１３、この対物レンズユニット１３内の対
物レンズ１３Ａを介して得られた画像を検知するＣＣＤ
型カメラ（画像読取手段）１４、Ｘ−Ｙステージ１２を
Ｘ−Ｙ方向に移動させるステージ駆動部１５、対物レン
ズユニット１３をＸ−Ｙステージ１２に対して上下方向
（Ｚ方向）に移動させるユニット駆動部（調整手段）１
６、ステージ駆動部１５及びユニット駆動部１６に駆動
信号を出力すると共にＣＣＤ型カメラ１４からの信号に
基づいて画像データを生成する主制御部１７等によって
構成されている。

【００１５】一方、ホストコンピュータ２０は、インタ
ーフェイス回路部２１、ＣＰＵ２２、メモリ２３、ハー
ドディスク２４、インターフェイス回路部２５等によっ
て構成されている。そして、インターフェイス回路部２
１に画像測定装置１０の主制御部１７が、インターフェ
イス回路部２５に入力装置（マウス、キーボード）３
０、表示装置（ＣＲＴ）４０、プリンタ５０等が接続さ
れている。尚、この実施の形態では、ホストコンピュー
タ２０が、位置データ取得手段、位置認識手段として機
能する。

【００１６】このように構成された画像測定システム１
００にあっては、作業者が入力装置３０によってホスト
コンピュータ２０に入力した指示内容に従って、当該ホ
ストコンピュータ２０及び主制御部１７が、画像測定装
置１０のＸ−Ｙステージ１２、対物レンズユニット１３
を駆動し、このときＣＣＤ型カメラ１４からの信号に基
づいて生成された画像データが、この主制御部１７から
ホストコンピュータ２０側に送られる。

【００１７】ホストコンピュータ２０は、入力装置３０
により入力された指示内容と、主制御部１７から送られ
てきた画像データに基づいて、Ｘ−Ｙステージ１２上に
載置された被検物（ワーク）１の形状を認識し、画像測
定の対象となる任意の測定点（例えば、図２のＰ
（ａ），Ｐ（ｂ））の位置、測定点間の距離Ｌ１等を演
算する。この演算の結果は、表示装置４０にて表示さ
れ、或いは、プリンタ５０にて出力されるようになって
いる。

【００１８】この画像測定システム１００によるＸ−Ｙ
ステージ１２上の被検物（ワーク）１の画像測定の一例
として、図２に示すパターン１Ａの２つの測定点（Ｐ
（ａ），Ｐ（ｂ））間の距離を求める手順について、図
３に示すフローチャート（画像測定プログラム）を参照
しながら説明する。このパターン１Ａの画像測定に先立
って、被検物（ワーク）１がＸ−Ｙステージ１２上に載
置され、被検物（ワーク）１の像がＣＣＤ型カメラ１４
にて捉えられるようにＸ−Ｙステージ１２が移動され
る。このＸ−Ｙステージ１２の移動は、自動／手動の何
れかによって行われる。

【００１９】この状態でＣＣＤ型カメラ１４により得ら
れた被検物（ワーク）１の画像データは、主制御部１７
を介してホストコンピュータ２０に送られ、表示装置４
０によって表示される。そして、被検物（ワーク）１の
画像が表示装置４０に映し出された状態でホストコンピ
ュータ２０による画像測定プログラム（図３）が開始さ
れる。

【００２０】この画像測定プログラムが開始されると、
先ず、レーザーＡＦによって、対物レンズユニット１３
が、Ｘ−Ｙステージ１２上の被検物（ワーク）１に対し
て合焦するようにＺ方向（図１中、上下方向）に移動さ
れる。このときのＺ方向の移動位置（焦点位置）が、レ
ーザーＡＦによる合焦位置（ＡＦ合焦位置）として記憶
され、更に、このＡＦ合焦位置を基準として、対物レン
ズユニット１３の焦点位置の移動幅（図５〜図９の測定
開始焦点位置Ｚ１と測定終了測定位置Ｚ２）が決定され
る（ステップＳ１）。

【００２１】このときＣＣＤ型カメラ１４によって取得
された被検物（ワーク）１の画像は表示装置４０にて表
示される。そして操作者は、この表示された画像を見な
がら入力装置３０（例えば、マウス）によって、第１の
測定点Ｐ（ａ）、第２の測定点Ｐ（ｂ）が各々中心とな
るようにボックスカーソル３Ａ，３Ｂ（図２の斜線部
分）を合わせ、このカーソル位置を記憶する操作を行
う。

【００２２】この記憶操作により、ホストコンピュータ
２０は、測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）を認識する（ステッ
プＳ２）。その後、ホストコンピュータ２０は、主制御
部１７を介してユニット駆動部１６に制御信号を出力し
て、ＡＦ合焦位置にある対物レンズユニット１３をＺ方
向に移動させて測定開始位置Ｚ１に合わせる（ステップ
Ｓ３）。

【００２３】このように対物レンズユニット１３が測定
開始位置Ｚ１に合わされた後、ステップＳ４〜ステップ
Ｓ７による２つの測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置デー
タＡｉ，Ｂｉの取得が行われる。先ず、ステップＳ４
で、対物レンズユニット１３が測定開始位置Ｚ１にある
ときにＣＣＤ型カメラ１４によって得られた画像データ
から各測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置データＡｉ（＝
Ａ1），Ｂｉ（＝Ｂ1）が取得される。尚、位置データＡ
ｉ、Ｂｉは、被検物（ワーク）１の画像のコントラスト
に応じて決定される（例えば、コントラストが最大とな
る位置）。又、ここでは、説明を簡単にするため測定点
Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）のＹ座標は一致しているものとす
る。

【００２４】次のステップＳ５では、今回ループで得ら
れた測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置データＡｉ，Ｂｉ
を、対物レンズユニット１３の移動位置（焦点位置）Ｚ
ｉに関連づけて記憶する。続くステップＳ６では、この
ステップＳ４、ステップＳ５による各測定点Ｐ（ａ），
Ｐ（ｂ）の位置データＡｉ，Ｂｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）
の取得が所定回数（Ｎ回）行われたか否かが判別され
る。尚、この回数（Ｎ回）は、測定開始焦点位置（Ｚ
１）と測定終了測定位置（Ｚ２）の幅と、対物レンズユ
ニット１３の１回の移動幅（一定幅ΔＺ）とによって決
定される。

【００２５】このステップＳ６の判別結果が“Ｎｏ”の
ときは、ステップＳ７に進み、対物レンズユニット１３
がＺ方向（図１中、上方向）に一定幅（ΔＺ）移動さ
れ、その後、ステップＳ４、ステップＳ５が実行され
る。このステップＳ４〜ステップＳ７を繰り返し実行す
ることにより、位置データＡｉ，Ｂｉは、測定開始焦点
位置（Ｚ１）から測定終了測定位置（Ｚ２）まで、対物
レンズユニット１３がＺ方向にΔＺ移動する毎に求めら
れる（位置データＡ1，Ａ2，…Ａｎ、Ｂ1，Ｂ2，…Ｂｎ
の取得）。

【００２６】ステップＳ６の判別結果が“Ｙｅｓ”に転
じると、ステップＳ８にて、対物レンズユニット１３が
Ｚ方向にΔＺ変化する毎に得られた各測定点Ｐ（ａ），
Ｐ（ｂ）の位置データＡ1，Ａ2，…Ａｎ、Ｂ1，Ｂ2，…
Ｂｎに基づいて、当該位置データＡｉ（＝Ａ1，Ａ2，…
Ａｎ）、Ｂｉ（＝Ｂ1，Ｂ2，…Ｂｎ）の変化の度合いが
最も小さくなる最適位置データＡ，Ｂが求められる。

【００２７】次のステップＳ９では、ステップＳ８で求
めた最適位置データＡ、Ｂを測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）
の測定結果に決定して、測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）間の
距離Ｌ１等を求め、その後、本プログラムを終了する。
ここで、上記画像測定プログラム（図２）のステップＳ
８で行われる最適位置データＡ、Ｂの決定の手順につい
て、図４〜図９を用いて説明する。

【００２８】図４（ａ）は、図２に示した被検物（ワー
ク）１のパターン１Ａを側面からみた図であり、図４
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、互いに異なる焦点位置で得
られたパターン１Ａの画像の明度を示すものである。図
４（ｂ）〜（ｄ）の×印が、異なる焦点位置にて得られ
た測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）の位置データＡｉ，Ｂｉが
示す位置である（コントラストが最大の位置）。

【００２９】ここで図４（ｂ）はＡＦ合焦位置より前ピ
ンの状態、図４（ｃ）はＡＦ合焦位置、図４（ｄ）はＡ
Ｆ合焦位置より後ピンの状態を、各々示している。図４
（ｃ）に示すように、ＡＦ合焦位置では、パターン１Ａ
の画像のコントラストが最大となる位置（×印）が測定
点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）に近いことがわかる。これに対し
て、前ピン／後ピンのときには、パターン１Ａの像の輪
郭がぼけるため、コントラストが最大となる位置（×
印）が、実際の測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）よりも外側に
ずれる。

【００３０】図５〜図９は、実際に画像測定システム１
００を用いて被検物（ワーク）１の形状（ここでは、測
定点Ｐ（ａ）の位置）を測定したときの焦点位置（対物
レンズユニット１３のＺ方向の移動位置）と位置データ
Ａ1，Ａ2，…Ａｎとの関係を示すグラフである。このう
ち図５は、対物レンズユニット１３内の対物レンズの倍
率が「３．７５×」、図６は「７．５×」、図７は「１
２．５×」、図８は「２２．５×」、図９は「３７．５
×」を用いて、第１の測定点Ｐ（ａ）の位置データＡ
1，Ａ2，…を、対物レンズユニット１３をＺ方向に一定
量（ΔＺ）だけ移動させながら測定した結果を示すもの
である。

【００３１】これら図５〜図９の何れにおいても、対物
レンズユニット１３がＺ方向に移動したときの第１の測
定点Ｐ（ａ）を示す位置データＡ1，Ａ2，…は、焦点位
置がＡＦ合焦位置の近傍で変化が少ないこと、及び、位
置データＡ1，Ａ2，…が放物線を描くことが分かる。と
ころで、これら図５〜図９から、対物レンズユニット１
３をＡＦ合焦位置に合わせても常にＡＦ合焦位置で位置
データＡｉ（＝Ａ1，Ａ2，…Ａｎ）の変化の度合いが最
小になるとは限らないことが分かる。このことは、特
に、対物レンズユニット１３の対物レンズの倍率が高い
ほど著しい（例えば、図８）。

【００３２】しかし、本実施の形態の画像測定システム
１００では、ＡＦ合焦位置ではなく、焦点位置の変化に
対する位置データＡｉ（＝Ａ1，Ａ2，…Ａｎ）の変化の
度合いが最も小さい位置で最も安定した（再現性の高
い）位置データＡｉが得られることに着目して、この時
点での位置データＡｉを測定結果（最適位置データＡ）
としている。このように、実際に変化の度合いが最も小
さい位置データを求めることで、ＡＦ合焦位置に依存し
た従来の画像測定よりも高い再現性が得られる。

【００３３】又、対物レンズユニット１３の移動時にＺ
方向の制御誤差が生じた場合でも、最適位置データＡの
近傍では、位置データＡｉの変化の度合いが小さいの
で、上記制御誤差による位置検出への影響が最も小さく
なる（焦点位置が前記誤差によってズレても位置データ
の変化が少ない）。尚、この画像測定システム１００で
は、実際には、離散的に（焦点位置がΔＺ変化する毎
に）得られた位置データＡ1，Ａ2，…Ａｎ、Ｂ1，Ｂ2，
…Ｂｎ（図５〜図９）に基づいて、位置データＡｉを最
小二乗近似やスプライン補間した関数として近似し、も
って位置データＡｉを連続的に求め、その変化の度合い
が最も小さい位置データ（最適位置データＡ）を第１の
測定点Ｐ（ａ）の測定結果とする。このように近似して
得られた連続的な位置データＡｉを用いることにより、
変化の度合いが最も小さくなる最適位置データＡを、常
に精度よく求めることができ、画像測定の再現性が更に
高まる。

【００３４】ここで、画像測定システム１００による画
像測定の応用例として、凹凸を有する被検物２（図１
０）の画像測定を行う場合について説明する。被検物
（ワーク）２では、４つの測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ），
Ｐ（ｃ），Ｐ（ｄ）のうち、測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）
が同じ高さで（Ｚ座標が一致）、測定点Ｐ（ｃ），Ｐ
（ｄ）が同じ高さ（Ｚ座標が一致）となっている。

【００３５】このような被検物（ワーク）２の４つの測
定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ），Ｐ（ｃ），Ｐ（ｄ）の各位
置、測定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）間の距離Ｌ２、測定点Ｐ
（ｃ），Ｐ（ｄ）間の距離Ｌ３を求めるに当たって、画
像測定システム１００では、各測定点Ｐ（ａ），Ｐ
（ｂ），Ｐ（ｃ），Ｐ（ｄ）毎に、焦点位置（Ｚｉ）に
応じて変化する位置データＡｉ，Ｂｉ，Ｃｉ，Ｄｉが求
められ、これを用いて最適位置データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが
求められて、この値が測定結果とされる。

【００３６】図１１は、被検物２の測定点Ｐ（ａ）〜Ｐ
（ｄ）の位置データＡｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉを対物レン
ズユニット１３をＺ方向に一定幅（ΔＺ）宛移動させな
がら求めて、これを近似的に曲線で示したグラフであ
る。この図１１に示すように、被検物（ワーク）２の測
定点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ）に関しては、焦点位置ＺｉがＺ
abのときに最適位置データＡ、Ｂが得られ、測定点Ｐ
（ｃ），Ｐ（ｄ）に関しては、焦点位置ＺｉがＺcdのと
きに最適位置データＣ、Ｄが得られる。

【００３７】このように同一の被検物２に対し、各測定
点Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ），Ｐ（ｃ），Ｐ（ｄ）毎に、異な
る焦点位置Ｚｉで最適位置データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを取得
することにより、常に、高い再現性で精度の高いが画像
測定が実行できる。尚、上記した実施の形態では、ＡＦ
合焦位置をレーザーＡＦによって得る場合について説明
したが、イメージＡＦによってＡＦ合焦位置を求めるよ
うにしてもよい。

【００３８】又、上記した実施の形態では、対物レンズ
ユニット１３をＺ方向にΔＺ移動させる毎に位置データ
Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉ，Ｄｉを取得する例をあげて説明した
が、Ｚ方向に連続的に移動させながら一定時間毎に、位
置データＡｉ，Ｂｉ，Ｃｉ，Ｄｉを取得するようにして
もよい。又、上記した実施の形態では、対物レンズユニ
ット１３をＺ方向に移動させる例をあげて説明したが、
被検物（ワーク）が載置されるステージをＺ方向に移動
させるようにしてもよい。

【００３９】又、上記した実施の形態では、実際に取得
した位置データＡ1，Ａ2，…Ａｎ、Ｂ1，Ｂ2，…Ｂｎの
変化の度合いが最も小さくなった時点での位置データＡ
ｉを、最適位置データＡとして測定結果としたが、変化
の度合いが最も小さくなる位置データＡｉとその近傍で
の位置データとの平均値を測定結果として用いてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の画像測
定システムによれば、制御装置の位置データ取得手段
が、対物レンズとステージとの相対的な位置を変化させ
ながら測定点の位置データを逐次取得し、位置認識手段
が斯く取得した位置データの変化の度合いが最小となっ
た時点で得られた位置データを当該測定点の測定結果と
するので、各測定点において、高い再現性で画像測定を
行うことができ、被検物の各測定点に高低差がある場合
でも、被検物の形状に関わらず、各測定点の位置を精度
よく求めることができる。特に、変化の度合いが最小の
ときの位置データがが測定点の測定結果とされるので、
ステージと対物レンズとの相対的な位置の制御に誤差が
生じても、この誤差が位置データに与える影響が小さく
なり、再現性を高くした、精度のよい画像測定が可能に
なる。

【００４１】又、請求項２の画像測定システムによれ
ば、前記位置データ取得手段が対物レンズとステージと
の相対的な位置を一定値宛変化させながら得た位置デー
タに対して、前記位置認識手段がその間の値を補間し、
この補間後の連続した位置データの変化の度合いが最小
となった時点若しくはその近傍で得られた位置データを
当該測定点の測定結果とするので、更に精度のよい画像
測定が可能になる。

【００４２】又、請求項３の画像測定システムによれ
ば、位置データ取得手段が対物レンズとステージとの相
対的な位置を変化させながら、位置認識手段が、位置デ
ータの変化の度合いが最小となったときの当該位置デー
タを、各測定点毎に別個に求めてこれを各測定点の測定
結果とするので、各測定点毎に、最適な測定結果の取得
が可能になり、再現性を高くした、精度のよい画像測定
が可能になる。

【００４３】又、請求項４の画像測定方法によれば、対
物レンズと前記ステージとの相対的な位置を所定値だけ
変化させ、前記相対的な位置が所定値変化する毎に前記
測定点の位置データを取得し、斯く取得した位置データ
の変化の度合いが最小となった時点で得られた位置デー
タを当該測定点の測定結果とするので、ステージと対物
レンズの相対的な位置の制御に誤差が生じても、この誤
差が位置データに与える影響が小さくなり、再現性を高
くした、精度のよい高い画像測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された画像測定システム１００の
全体構成図である。

【図２】画像測定システム１００により画像測定が行わ
れる被検物（ワーク）１を示す図である。

【図３】画像測定システム１００のホストコンピュータ
２０において実行される画像測定プログラムを示すフロ
ーチャートである。

【図４】焦点位置が異なる状態で得られる被検物（ワー
ク）１の像の明度を示す図である。

【図５】測定倍率が「３．７５×」の場合の画像測定シ
ステム１００による被検物（ワーク）１の画像測定時の
位置データと焦点位置との関係を示すグラフである。

【図６】測定倍率が「７．５×」の場合の画像測定シス
テム１００による被検物（ワーク）１の画像測定時の位
置データと焦点位置との関係を示すグラフである。

【図７】測定倍率が「１２．５×」の場合の画像測定シ
ステム１００による被検物（ワーク）１の画像測定時の
位置データと焦点位置との関係を示すグラフである。

【図８】測定倍率が「２２．５×」の場合の画像測定シ
ステム１００による被検物（ワーク）１の画像測定時の
位置データと焦点位置との関係を示すグラフである。

【図９】測定倍率が「３７．５×」の場合の画像測定シ
ステム１００による被検物（ワーク）１の画像測定時の
位置データと焦点位置との関係を示すグラフである。

【図１０】画像測定システム１００により画像測定が行
われる被検物（ワーク）１を示す図である。

【図１１】画像測定システム１００による被検物（ワー
ク）２の画像測定時の位置データと焦点位置との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 被検物（ワーク） ２ 被検物（ワーク） １０ 画像測定装置 １３ 対物レンズユニット １３Ａ 対物レンズ １４ ＣＣＤ型カメラ（画像読取手段） １６ ユニット駆動部（調整手段） １７ 主制御部 ２０ ホストコンピュータ（制御装置） ３０ 入力装置 ４０ 表示装置 １００ 画像測定システム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検物が載置されるステージ、該ステー
   ジ上の被検物の像を結像させる対物レンズ、該対物レン
   ズを介して得られた被検物の画像を読み取る画像読取手
   段、及び前記対物レンズと前記ステージとの相対的な位
   置を調整する調整手段を有する画像測定装置と、 前記画像測定装置に接続され、前記調整手段をして前記
   相対的な位置を変化させると共に前記読み取られた画像
   に基づいて当該被検物上の任意の測定点の位置を認識
   し、もって当該被検物の画像測定を行う制御装置とから
   なる画像測定システムにおいて、 前記制御装置は、前記対物レンズと前記ステージとの前
   記相対的な位置を変化させながら前記測定点の位置デー
   タを逐次取得する位置データ取得手段と、斯く取得した
   位置データの変化の度合いが最小となった時点で得られ
   る位置データを当該測定点の測定結果とする位置認識手
   段とを有することを特徴とする画像測定システム。
2. 【請求項２】 前記位置データ取得手段は、前記対物レ
   ンズと前記ステージとの前記相対的な位置を一定値宛変
   化させ、該相対的な位置が一定値変化する毎に前記測定
   点の位置データを取得し、 前記位置認識手段は、前記取得された前記位置データの
   間の値を補間して連続した位置データを求めると共に、
   この連続した位置データの変化の度合いが最小となった
   時点で得られる位置データを当該測定点の測定結果とす
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像測定システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記位置データ取得手段は、前記対物レ
   ンズと前記ステージとの前記相対的な位置を変化させ
   て、前記被検物上の複数の測定点毎に、位置データを取
   得し、 前記位置認識手段は、前記複数の測定点毎に、前記求め
   た位置データの変化の度合いが最小となったときの位置
   データを求め、斯く求めた位置データを、前記複数の測
   定点の各々の測定結果とすることを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の画像測定システム。
4. 【請求項４】 被検物をステージ上に載置し、該ステー
   ジに対向する対物レンズを介して得られた前記被検物の
   画像を読み取り、斯く読み取った画像に基づいて当該被
   検物上の任意の測定点の位置を認識して当該被検物の画
   像測定を行う画像測定方法であって、 前記対物レンズと前記ステージとの相対的な位置を変化
   させるステップと、 前記相対的な位置が変化する毎に前記測定点の位置デー
   タを取得するステップと、 斯く取得した位置データの変化の度合いが最小となった
   時点で得られた位置データを当該測定点の測定結果とす
   るステップとを含んでいることを特徴とする画像測定方
   法。