JP2002131019A - 徴小寸法測定方法 - Google Patents
徴小寸法測定方法Info
- Publication number
- JP2002131019A JP2002131019A JP2000326485A JP2000326485A JP2002131019A JP 2002131019 A JP2002131019 A JP 2002131019A JP 2000326485 A JP2000326485 A JP 2000326485A JP 2000326485 A JP2000326485 A JP 2000326485A JP 2002131019 A JP2002131019 A JP 2002131019A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- dimension
- rpy
- measurement
- screen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
値を校正して、画面内の測定箇所による測定値の変動を
なくし、XYステージ機構による微調整を不要とし、測
定時間の短縮を図ることを目的とする。 【解決手段】 光学顕微鏡と二次元センサを用いて被測
定物を撮像し、得られた映像信号から所定の輝度レベル
に一致する2点の信号位置を抽出し、この2点間の位置
差情報に基づき上記被測定物の寸法を算出測定する微小
寸法測定装置において、測定した位置差情報Nabに、
この時の上記光学顕微鏡の測定倍率と被写体距離により
決まる係数kを乗じ、対応する被測定物の寸法Wを求め
る際、測定した画面位置D(Xn,Ym)における二次元
歪み比率rPyに応じ、上記測定した寸法Wを、W=k
×D(Xn,Ym)/rPy としてリニアリティ校正し
求めるようにしたものである。
Description
次元センサを用いて非接触で対象物の寸法を測定する装
置のリニアリティ校正方法に関するものである。
えば、特公平6−103168号公報)としては、図2
に示すように、光学顕微鏡1で投影された被写体(被測
定物)2の空間像をTVカメラ3で撮像し、寸法測定演
算処理装置4’で所望部分の寸法を測定し、TVモニタ
5に被測定物2の画像と寸法測定値を表示するものがあ
る。ここで、図3(a)に示すようにTVカメラ3の撮
像した被測定物2のモニタ画像5’における1水平走査
線Li上の輝度分布は、走査線Liに対応する映像信号
をN分解した各画素位置とそれぞれの輝度により、図3
(b)の輝度―画素特性が得られる。従来の処理方法と
しては、この特性より、以下のようにして寸法を測定め
る。図3において、輝度分布における最大輝度レベル5
1を100%とし、最小輝度レベル52を0%とし、5
0%の輝度レベル53に相当するa番目の画素とb番目
の画素間の位置差Nabを求めて、この位置差Nab
に、この時の顕微鏡1の測定倍率とTVカメラ3から被
測定物2までの被写体距離により決まる係数kを乗じ、
対応する被測定物2の寸法値Wを求める。 W=k×
Nab
は、画面内のどの場所で測定しても係数kは同一であ
り、光学系の歪みとセンサの歪みを考慮しておらず、画
面内の測定箇所により測定値が0.5%程度変動する。
例えば、図3(a)の被測定物2を、図3(c)に示す
様に、画面内の9箇所で測定した場合に、下記の表1の
ように寸法値が変動する。
ステージで被測定物2を微調整したあとで測定してお
り、高精度のXYステージ機構にて被測定物2を微調整
する必要があり、構成が複雑化し、測定時間もかかるこ
とになる。本発明はこれらの欠点を除去し、測定画面内
の二次元歪みに応じて、寸法測定値を校正して、画面内
の測定箇所による測定値の変動をなくし、XYステージ
機構による微調整を不要とし、測定時間の短縮を図るこ
とを目的とする。
成するために、光学顕微鏡と二次元センサを用いて被測
定物を撮像し、得られた映像信号から所定の輝度レベル
に一致する2点の信号位置を抽出し、この2点間の位置
差情報に基づき上記被測定物の寸法を算出測定する微小
寸法測定装置において、測定した位置差情報Nabに、
この時の上記光学顕微鏡の測定倍率と被写体距離により
決まる係数kを乗じ、対応する被測定物の寸法Wを求め
る際、測定した画面位置D(Xn,Ym)における二次元
歪み比率rPyに応じ、上記測定した寸法Wを、W=k
×D(Xn,Ym)/rPy としてリニアリティ校正し
求めるようにしたものである。この様に、測定画面内の
二次元歪みを測定しておき、この二次元歪みに応じ、測
定値を校正する方法で、画面内の測定箇所により測定値
が0.5%程度変動する欠点を解決することができる。
り、本発明の一実施例の構成、動作について、詳細に説
明する。ここで、例えば、測定画面の視野が、X=20
μm、Y=20μmにおいて、センサの画素数が、10
00×1000の装置では、上記の係数kは、k=20
/1000=0.02μm となる。従来装置では、前
述のように、測定した線幅を、Nab=D(X,Y)と
し、寸法Wを、 W=k×Nab=k×D(X,Y)
で求めている。本発明では、測定した線幅を、Nab=
D(Xn,Ym)とし、この係数kの他に、測定した画
面位置(Xn,Ym)における画面歪み比率rPyを用
いて、寸法Wを、W=k×D(Xn,Ym)/rPy と
して求める。
め方について、詳しく説明する。まず、図1(a)を用
いて画面歪みの登録方法について説明する。光学顕微鏡
1で投影された被写体(被測定物)2の空間像をTVカメ
ラ3で撮像し、寸法測定演算処理装置4で所望部分の寸
法を電気的に測定し、TVモニタ5に被測定物2の画像
と寸法測定値を表示する。 被測定物2の移動は、寸法
測定演算処理装置4から、XY電動ステージ(図示せず)
に指示して行う。ここで、XY電動ステージは、0.1
μmの分解能で移動するものとする。また、被測定物2
を既知寸法Wの基準試料とする。 また、図1(b)の
様に、測定画面内のX方向n箇所、Y方向m箇所を、測
定箇所(Xn,Ym)とする。ここで、まず、XY電動ス
テージを測定箇所(X1,Y1)に移動し、測定値D
(X1,Y1)を得る。次に、XY電動ステージを測定
箇所(X1,Y2)に移動、測定値D(X1,Y2)を
得る。さらに、順次、XY電動ステージを測定箇所(X
1,Yn)に移動し、測定値D(X1,Yn)を得る。
次に、XY電動ステージを測定箇所(X2,Y1)に移
動、測定値D(X2,Y1)を得る。そして、XY電動
ステージを測定箇所(X2,Y2)に移動、測定値D
(X2,Y2)を得る。さらに、順次、XY電動ステー
ジを測定箇所(X2,Yn)に移動し、測定値D(X
2,Yn)を得る。そして最終的に、XY電動ステージ
により基準試料の中心を、測定箇所(Xn,Ym)に移
動し、測定値D(Xn,Ym)を得る。
所(X1,Y1)の測定値D(X1,Y1)を既知寸法
Wとする係数kを、下記式から求める。k=W/D(X
1,Y1)つまり、このkは、測定箇所(X1,Y1)
の測定値D(X1,Y1)をWとする係数である。
W=k×D(X1,Y1) そして、測定値D(Xn,Ym)を測定値D(X1,Y
1)で除算して、比率r(X1,Y1)から、比率r
(Yn,Ym)を得る。例えば、n=3,m=3箇所で
測定した場合には、m=1のY座標上で、n=1,2,
3のX座標での比率r(X1,Y1)、r(X2,Y1)、
r(X3,Y1)を得る。即ち、X1,X2,X3の座標
と比率r(x1,Y1)、r(X2,Y1)、r(X
3,Y1)より、2次方程式 r(Y1)=A1・X2+
B1・X+C1 の係数A1,B1,C1を計算で求
め、2次方程式 r(Y1)=A1・X2+B1・X+C
1 を登録する。次に、m=2のY座標上で、n=1,
2,3のX座標での比率r(X1,Y2)、r(X2,Y
2)、r(X3,Y2)を得る。
=A2・X2+B2・X+C2 を登録する。また、m
=3のY座標上で、n=1,2,3のX座標での比率r
(X1,Y3)、r(X2,Y3)、r(X3,Y3)を得
る。そして、同様に、2次方程式 r(Y3)=A3・
X2+B3・X+C3 を登録する。以上の様にして、
m=1,2,3のY座標のr(Y1)、r(Y2)、r(Y
3)を登録する。つまり、n,m箇所で測定した場合に
は、最大で(n−1)次の方程式が形成できる。
3のY座標の2次方程式r(Y1)、(Y2)、r(Y3)
を、Y座標も入れて表現すると、登録した2次方程式r
(Ym)と測定点P(Px,Py)の関係は、図1(c)
のようになる。即ち、測定点P(Px,Py)で測定し
た場合は、 m=1の方程式 r(Y1)=A1・X2+B1・X+C
1 m=2の方程式 r(Y2)=A2・X2+B2・X+C
2 m=3の方程式 r(Y3)=A3・X2+B3・X+C
3 に、X=Pxを代入し、 r(Y1)=A1・Px2+B1・Px+C1 r(Y2)=A2・Px2+B2・Px+C2 r(Y3)=A3・Px2+B3・Px+C3 を得る。ここで、r(Y1)、r(Y2)、r(Y3)は
Y座標の関数であり、2次方程式 rPy=Ap・Y2
+Bp・Y+Cp に、Y=Y1,Y2,Y3を代入す
ることで、Ap,Bp,Cpが求まる。そして、最終的
に求める比率rPyは、Y=Pyを、rPy=Ap・Y
2+Bp・Y+Cpに代入することで、rPy=Ap・
Yp2+Bp・Yp+Cp が求まる。従って、求めた
い線幅Wは、k×D(X1,Y1)を比率rPyで除算
することにより、 W=k×D(X1,Y1)/rPy
から、画面歪みの補正された線幅Wを求めることがで
きる。
る。画素数1000×1000の二次元センサを用い、
画面視野20μm×20μmにて、1.05μmの線幅
を測定し、それぞれの線幅の画素D(Xn,Ym)が前述
の表1のようになったと仮定する。ここで、測定箇所
(X1,Y1)の測定値D(X1,Y1)を、既知寸法
W=1.050とする係数kを求める。 k=W/D(X1,Y1)=1.050/50.52=0.020784 即ち、下記の様に、このkは、測定箇所(X1,Y1)の
測定値D(X1,Y1)を、線幅寸法Wとする係数であ
る。 W=k×D(X1,Y1)=0.020784×50.52=1.050 次に、下記の表2に示す様に、測定値D(Xn,Xm)を
測定値D(X1,Y1)で除算して、比率r(X1,Y
1)から比率r(Yn,Ym)を得る。
箇所の比率r(X1,Y1)、r(X2,Y1)、r(X
3,Y1)を得る。
(X1,Y1)、r(X2,Y1)、r(X3,Y1)
より、2次方程式 r(Y1)=A1・X2+B1・X+
C1の係数A1,B1,C1を、以下の計算によって求
める。 1.0000=A1・2002+B1・200+C1 1.0022=A1・5502+B1・550+C1 1.0018=A1・8002+B1・800+C1 1.0000=40000A1+200B1+C1 ・・・・・(1) 1.0022=302500A1+550B1+C1 ・・・・・(2) 1.0018=640000A1+800B1+C1 ・・・・・(3) C1=1.0000−(40000A1+200B1)より、式(2)、(3)は、 1.0022=302500A1+550B1+1.0000 −(40000A1+200B1) 0.0022=262500A1+350B1 ・・・・・・(4) 1.0018=640000A1+800B1+1.0000 −(40000A1+200B1) 0.0018=600000A1+600B1 ・・・・・・(5) B1=(0.0018−600000A1)/600を、式(4)に代入し、 0.0022=262500A1+350(0.0018− 600000A1)/600 0.0022−0.0018(350/600)=(262500 −600000(350/600))A1 0.0022−0.00105=(262500−350000)A1 A1=−0.00115/87500 ・・・・・・・・(6) B1=(0.0018−600000A1)/600に、式(6)を代入し、 B1=(0.0018+0.0078857)/600 B1=0.0096857/600 ・・・・・・・・(7) C1=1.0000−(40000A1+200B1) に、式(6)、(7)を代入し、 C1=1.0000−(40000(−0.00115/87500) +200・0.0096857/600) =1.0000−(−0.0005257+0.00322856) C1=0.99729 ・・・・・・・・・・・(8) 以上のようにして、上記式(6)、(7)、(8)の係数A
1,B1,C1を計算で求め、r(Y1)の2次方程式を
登録する。 r(100)=−0.00115/87500X2+(0.0096857/
600)X+0.99729
n=1,2,3のX座標箇所の比率r(X1,Y2)、r
(X2,Y2)、r(X3,Y2)を得る。 0.9899=40000A2+200B2+C2 0.9901=302500A2+550B2+C2 0.9912=640000A2+800B2+C2 そして、2次方程式 r(Y2)=A2・X2+B2・X
+C2 の係数A2,B2,C2を、上記r(Y1)と
同様にして求め、r(Y2) の2次方程式を登録する。 r(500)=−0.0005583/87500・X2−(0.00253
/600)X+0.9990488 また、同様にして、m=3のY座標上で、n=1,2,
3のX座標箇所の比率r(X1,Y3)、r(X2,Y
3)、r(X3,Y3)を得る。 0.9956=40000A3+200B3+C3 0.9966=302500A3+550B3+C3 0.9976=640000A3+800B3+C3 そして、2次方程式 r(Y3)=A3・X2+B3・X
+C3 の係数A3,B3,C3を、上記r(Y1)と同
様にして求め、r(Y3) の2次方程式を登録する。 r(900)=0.000167/87500・X2−0.000857/6
00・X+0.995238 以上のようにして登録した、m=1,2,3のY座標の
2次方程式r(Y1)、(Y2)、r(Y3)を、Y座標も入
れて表現すると、登録した2次方程式r(Ym)と測定点
P(Px,Py)の関係は、図1(c)のようになる。
P(300,400)点で測定した場合は、 m=1の方程式 r(l00)=(−0.00115/87500)
X2+(0.0096857/600)X+0.99729 m=2の方程式 r(500)=(−0.005583/87500)
X2−(0.00253/600)X+0.9990488 m=3の方程式 r(900)=(0.000167/87500)X
2−(0.000857/600)X+0.995238 に、X=300を代入し r(100)=1.00958 r(500)=0.98980 r(900)=0.99583 を得る。 r(Yl),r(Y2),r(Y3)はY座標の関数であ
り、2次方程式 rPy=Ap・Y2+Bp・Y+Cp
に、Y=Y1,Y2,Y3を代入し、 1.00958=Ap・1002+Bp・100+Cp 0.98980=Ap・5002+Bp・500+Cp 0.99583=Ap・9002+Bp・900+Cp から、Ap、Bp、Cpが求まる。 Ap=8.04063E-8、Bp=−9.75E-5、Cp=1.01
8445 最終的に求める比率rPyは、Y=Py=400を、
rPy=Ap・Y2+Bp・Y+Cp に代入し、 で求まる。W=1.05μm、k=0.020784、X1=Px
=800、Y2=Py=400とすると、 W=k×D(300,400)/rPy 1.05=0.020784×D(300,400) /0.99231 D(300,700)=(1.05/0.020784)×0.99231=50.1
3 画素となることが予想でき、W=k×D(300,400)
/rPY 式に、rPy=0.99231を用いることで、W
=0.020784×50.13/0.99231=1.05μm とな
る。
例を示したが、 (1)4点以上測定し、その最小自乗法で2次方程式を
求める。 (2)4点測定し、その最小自乗法で3次方程式を求め
る。 (3)5点以上測定し、その最小自乗法で3次方程式を
求める。 (4)n点測定し、その最小自乗法で(n−1)次方程
式を求める。 (5)(n+1)点以上測定し、その最小自乗法で(n−
1)次方程式を求める。ことも、本発明によるところで
ある。
程式を作成し、任意測定点でのリニアリティを校正でき
るので、画面内のどこで測定しても同じ寸法が得られ
る。 (2)既知の基準試料をXY電動ステージに設定するだ
けで、リニアリティ校正の自動登録が可能で、作業者の
操作と判断に依存せず信頼性がある。 (3)画面内の任意測定点で自動読み出し、自動計算す
るので、作業者の操作と判断に依存せず簡便かつ信頼性
がある。
するための図
寸法測定演算処理装置、5:TVモニタ、41:フレー
ムメモリ、42:高分解能メモリ、43:CPU
Claims (2)
- 【請求項1】 光学顕微鏡と二次元センサを用いて被測
定物を撮像し、得られた映像信号から所定の輝度レベル
に一致する2点の信号位置を抽出し、この2点間の位置
差情報に基づき上記被測定物の寸法を算出測定する微小
寸法測定装置において、測定した位置差情報Nabに、
この時の上記光学顕微鏡の測定倍率と被写体距離により
決まる係数kを乗じ、対応する被測定物の寸法Wを求め
る際、測定した画面位置D(Xn,Ym)における二次元
歪み比率rPyに応じ、上記測定した寸法Wをリニアリ
ティ校正し求めることを特徴とする徴小寸法測定方法。 - 【請求項2】 請求項1において、上記二次元歪み比率
rPyに応じ、上記測定した寸法Wを、W=k×D(X
n,Ym)/rPy としてリニアリティ校正し求める
ことを特徴とする徴小寸法測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000326485A JP4719348B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 徴小寸法測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000326485A JP4719348B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 徴小寸法測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002131019A true JP2002131019A (ja) | 2002-05-09 |
JP4719348B2 JP4719348B2 (ja) | 2011-07-06 |
Family
ID=18803662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000326485A Expired - Lifetime JP4719348B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 徴小寸法測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4719348B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464129B (zh) * | 2007-12-17 | 2010-08-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种显微图像的校准方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0474909A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 測長装置 |
JPH06103168B2 (ja) * | 1989-09-25 | 1994-12-14 | 日立電子株式会社 | 微小寸法測定方法 |
JPH10253544A (ja) * | 1997-01-10 | 1998-09-25 | Hitachi Ltd | 外観検査方法及びその装置 |
JP2001133225A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Ohbayashi Corp | デジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法 |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000326485A patent/JP4719348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06103168B2 (ja) * | 1989-09-25 | 1994-12-14 | 日立電子株式会社 | 微小寸法測定方法 |
JPH0474909A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 測長装置 |
JPH10253544A (ja) * | 1997-01-10 | 1998-09-25 | Hitachi Ltd | 外観検査方法及びその装置 |
JP2001133225A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Ohbayashi Corp | デジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464129B (zh) * | 2007-12-17 | 2010-08-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种显微图像的校准方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4719348B2 (ja) | 2011-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009042162A (ja) | キャリブレーション装置及びその方法 | |
JP3237414B2 (ja) | ステレオカメラ校正装置 | |
JPH03291841A (ja) | 電子ビーム測長機における測長方式 | |
US6330066B1 (en) | Height measuring apparatus and method and testing apparatus using the height measuring apparatus | |
JP2002131019A (ja) | 徴小寸法測定方法 | |
JPH08101354A (ja) | マイクロスコープ | |
JPH06253241A (ja) | 投写型ディスプレイの投写歪補正方法 | |
JP2564359B2 (ja) | パタ−ン検査方法及びパタ−ン測長方法並びに検査装置 | |
JP2000287227A (ja) | 表示装置の鮮鋭度測定方法 | |
JP3223486B2 (ja) | 波形解析装置 | |
JPH11142118A (ja) | 距離計測方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 | |
US7274471B2 (en) | Systems and methods for measuring distance of semiconductor patterns | |
JP2007508562A (ja) | デジタルカメラによる寸法測定方法 | |
JPS61265517A (ja) | 荷電粒子線を用いた測長装置 | |
JP2005069795A (ja) | 寸法測定装置の所定部位登録方法 | |
JP3146255B2 (ja) | 微小寸法測定方法 | |
JPS61194993A (ja) | 受像管の表示位置調整装置 | |
JP2522787Y2 (ja) | 画像処理装置 | |
TWI229749B (en) | Lens MTF measurement system | |
JP2000105167A (ja) | 画質検査装置のアドレス・キャリブレーション方法 | |
JPH0942946A (ja) | 電子部品の測定装置、測定方法及びキャリブレーションマスク | |
JPH03110404A (ja) | 微小寸法測定方法 | |
JPS61278708A (ja) | 微細幅計測装置 | |
JP2004198110A (ja) | 校正用基板 | |
JP3477921B2 (ja) | 投影機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110329 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140408 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |