JP2003075119A

JP2003075119A - 高さ情報測定装置

Info

Publication number: JP2003075119A
Application number: JP2001267817A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Watanabe; 伸之渡辺
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】データ処理の手続きを効率化して計算に要する
時間とＣＰＵパワーを節約するとともに、信頼性の高い
高さ情報測定装置を提供する。【解決手段】試料の高さ方向において互いに異なる複数
の高さ位置で複数の画素よりなる水平面の共焦点画像を
複数枚撮像し、これら撮像した複数の共焦点画像に基づ
き試料中の対象物の高さ情報を求める高さ情報測定装置
において、複数の共焦点画像の画素毎の輝度情報を比較
し最大輝度を求めるレジスタ比較手段１０５と、求めら
れた最大輝度を有する画素を含む共焦点画素データを用
いて粒子解析を行なって特定領域を抽出する粒子解析手
段１０７と、抽出された領域における輝度と高さの代表
値を算出する高さ算出手段１０８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高さ情報測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造手段を管理
する分野において、半田バンプや金バンプなど、接点を
２次元状に配置してなる微小なデバイスと対象とする測
定、検査によって、品質を管理するためにデバイスの高
さ情報を測定するというニーズが高まっている。このよ
うなニーズに対応すべく、従来より、共焦点の原理を利
用した共焦点顕微鏡が提案されている。例えば、特開平
９−１１３２３６号公報に記載された共焦点顕微鏡は、
試料を高さ方向に移動させながら、その高さ方向におい
て互いに異なる複数の高さ位置で水平面の共焦点画像を
それぞれ撮像する構成を有している。そして、画素ごと
に光量が最大となる光軸位置、つまり高さ方向における
位置を求め、これを試料の高さを表す高さ情報としてい
る。

【０００３】また、特開平６−２６５３１７号公報は、
共焦点走査方式レーザ顕微鏡において、厚み計測を行な
う対象物に対してフォーカス軸を動作させてレーザ光を
照射したときの反射強度のピーク位置を対象物の厚みを
構成する２つの表面に対して求め、２つのピーク位置の
差から対象物の厚みを求める方法を開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記共焦点
方式による三次元計測においては、光軸方向の分解能を
高めるためには、試料の移動量を小さくする必要があ
る。したがって、大きな測定範囲で高分解能を達成する
ためには、計測に多大なメモリと計算を要するという問
題がある。また、画像のすべての画素に対して同じ面方
向の分解能で３Ｄデータを取得するようにしているが、
測定対象によっては、高分解能な測定が必要とされる関
心領域が限定されている場合があるので、必ずしも全て
の画素に対して同じ面方向の分解能で３Ｄデータを取得
する必要はない。

【０００５】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、共焦点方式
に基づく高さ情報測定装置において、データ処理の手続
きを効率化して計算に要する時間とＣＰＵパワーを節約
するとともに、信頼性の高い高さ情報測定装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、試料の高さ方向において互いに異
なる複数の高さ位置で複数の画素よりなる水平面の共焦
点画像を複数枚撮像し、これら撮像した複数の共焦点画
像に基づき前記試料中の対象物の高さ情報を求める高さ
情報測定装置において、前記複数の共焦点画像の画素毎
の輝度情報を比較し最大輝度を求める最大輝度判定手段
と、前記最大輝度判定手段で求められた最大輝度を有す
る画素を含む前記共焦点画素データを用いて粒子解析を
行なって特定領域を抽出する領域抽出手段と、前記領域
抽出手段で抽出された領域における輝度と高さの代表値
を算出する代表値算出手段とを有する。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明に係る高
さ情報測定装置において、更に、前記代表値算出手段で
算出した高さ位置の上下方向の高さにおける前記複数の
共焦点画像においても、それぞれ画素毎の輝度情報を比
較し最大輝度を求め、最大輝度を有する画素を含む前記
共焦点画像データを用いて粒子解析を行なって特定領域
を抽出した後、この領域における輝度と高さの代表値を
算出し、これら求めた輝度と高さの代表値と前記代表値
算出手段で算出した輝度と高さの代表値とから前記高さ
方向の各領域におけるＩ−Ｚ曲線を求めるＩ−Ｚ曲線算
出手段と、前記Ｉ−Ｚ曲線算出手段で求めたＩ−Ｚ曲線
を用いて、補間により輝度の極大値と対応する高さを求
め、この高さを前記各領域における高さとする領域高さ
算出手段とを有する。

【０００８】また、第３の発明は、第１の発明に係る高
さ情報測定装置において、前記最大輝度判定手段及び代
表値算出手段で扱う輝度は、複数画素毎の平均値であ
る。

【０００９】また、第４の発明は、第１又は第３の発明
に係る高さ情報測定装置において、前記複数の共焦点画
像情報を格納する画像記憶手段を更に有し、前記画素情
報として前記画像記憶手段から所定のサンプリング間隔
で読み出した輝度情報を用いる。

【００１０】また、第５の発明は、第２の発明に係る高
さ情報測定装置において、前記対象物は試料中のバンプ
であり、前記領域高さ算出手段で算出する高さ情報は、
バンプの高さ情報である。

【００１１】また、第６の発明は、第５の発明に係る高
さ情報測定装置において、前記領域高さ算出手段で算出
する高さ情報は、設定した仮想平面又は仮想曲面からの
距離である。

【００１２】また、第７の発明は、第５の発明に係る高
さ情報測定装置において、前記代表値算出手段は、前記
領域における輝度の大きさによって高さ情報にウェイト
をつける加重平均によって輝度と高さの代表値を求め
る。

【００１３】また、第８の発明は、第６の発明に係る高
さ情報測定装置において、前記仮想平面又は仮想曲面
は、試料の基板となる下地の表面である。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、本実施形態の概略を説明す
る。高さ情報測定における計算処理の中で特に時間を要
するのは、画素単位でＩ−Ｚ（強度−高さ）曲線を求め
て輝度の最大値に相当するところの高さ、すなわち対象
物の表面に相当する高さ情報のプロファイルを求めると
ころにある。これは資料：Tony Willson著Confocal Mic
roscopy（Academic Press）pp339-359に詳しい。

【００１５】ところで、本発明の対象としているウエハ
はんだバンプの高さの検査においては、バンプの頂点の
領域の高さを表す量がそれぞれのバンプに対して求めら
れれば良く、共焦点画像の全ての画素に対しての高さ情
報を必要としない。そのため、Ｉ−Ｚ曲線を算出するた
めの総データ数を減らすことが可能である。そこで本実
施形態では、試料の高さ方向において互いに異なる複数
の高さ位置で複数の画素よりなる水平面の共焦点画像を
複数枚撮像し、これら撮像した複数の共焦点画像に基づ
き前記試料中の対象物の高さ情報を求めるにあたって、
複数の共焦点画像の画素毎の輝度情報を比較し最大輝度
を求め、求められた最大輝度を有する画素を含む共焦点
画素データを用いて粒子解析を行なって特定領域を抽出
し、抽出された領域ごとに輝度と高さの代表値を算出す
る。求めた輝度と高さの代表値とからＩ−Ｚ曲線の推定
により輝度の極大値を求める。このように本実施形態で
は、画素単位でのデータ処理ではなく、領域単位でのデ
ータ処理を行なっているので、データ処理の手続きを効
率化して計算に要する時間とＣＰＵパワーを節約すると
ともに、信頼性の高い高さ情報測定装置を提供すること
ができる。

【００１６】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態に係る高さ情報測定装置の構成を示す図であり、
図２は、第１実施形態の処理の手順を示す概念図であ
る。

【００１７】共焦点光学系１０１は、共焦点の面方向
（ＸＹ方向）の位置を走査可能である。かつ、ステージ
１０１１の光軸方向の走査、あるいはフォーカス位置の
前後によりＺ方向についての走査も可能である。光源１
０１３の光は対物レンズ１０１２を通してステージ１０
１１の試料に向けて同軸落射で照射される。一般にはケ
ーラー照明などが使われ、テレセントリックな照明にな
っている。

【００１８】Ｚスライス位置（物体面フォーカス）変更
手段１０３では、共焦点光学系１０１のＺ方向位置の制
御を行う。ここでは、対物レンズ１０１２の焦点距離を
変更させてＺスライス位置の変更を行なう。

【００１９】まず、図２（Ａ）に示すような、ステージ
１０１１上に置かれた試料としての複数のバンプａ〜ｅ
についてＺスライス位置を変更するごとにカメラ１０９
で試料を撮像して画像キャプチャーボード１０２により
取り込み、所定枚数の画像をスライスデータとしてメモ
リ１０４に記憶する（図２（Ｂ））。

【００２０】レジスタ比較手段（最大輝度判定手段）１
０５では、画素ごとに各スライスデータの輝度を比較
し、その結果によってメモリ１０６の内容を更新しなが
ら最大輝度とその前後の高さに当たる輝度データを収集
する（図２（Ｃ））。この場合、Ｚスライス位置変更手
段１０３からはスライス番号が供給されるので、レジス
タ比較手段１０５は、最大輝度に対応するスライス番号
をも知ることができる。

【００２１】ここで、スライス領域内にバンプ高さがあ
る場合には必ず１つのバンプに対して１つの領域が存在
する。また、１つのスライスデータの中で領域ごとに割
り当てられる（元の）スライス番号は異なっている。こ
れによって高さマップを作成することができる。図２
（Ｄ）は、最大輝度データに対応するスライス番号（高
さマップ）の一部を示している。ここでＺ１〜Ｚ４は、
各バンプａ〜ｅについてのスライス番号である。

【００２２】すべてのＺ走査が終了した後、収集したス
ライスデータ毎に粒子解析手段（領域抽出手段）１０７
により粒子解析を行なうことにより全画素領域を各領域
に分割して所望の領域を抽出する。

【００２３】次に高さ算出手段（代表値算出手段）１０
８では、各領域における輝度と高さの代表値を算出す
る。代表値算出時の輝度としては複数画素毎の平均値を
用いる（図２（Ｅ））。また、代表値算出では、元のス
ライス番号と輝度の加重平均から割り出した高さ情報を
用いる。（図２（Ｆ））。次に、図２（Ｅ）と図２
（Ｆ）とから各領域毎にＩ−Ｚ曲線を作成し、必要に応
じて補間処理を行い、試料の極大値（高さ情報）を算出
する（図２（Ｇ））。

【００２４】図３は、本実施形態の処理の流れを説明す
るためのフローチャートである。まず、Ｚスライス位置
を変更しながら試料を撮像することにより、必要とする
輝度のスライスデータＺ₁，Ｚ₂，Ｚ₃，Ｚ₄，…Ｚ_N
を一度に取得する。上記取得した輝度データを格納する
ために、最大輝度付近のデータ数２ｎ＋１個（最大画素
のデータをＰmとすると、その前後の輝度データはＰm-n
…Ｐm…Ｐm+nより２ｎ＋１個となる）の画像メモリを用
意する。また、スライス番号を記憶する１個の画像メモ
リを用意する（ステップＳ１）。

【００２５】次に、スライス番号をＺk＝Ｚ₁…Ｚ_Nと
し、一平面上の画素位置ｉ＝１…Ｗ、ｊ＝１…Ｈ（画像
サイズはＷ×Ｈ）として、任意の高さＺkでの輝度デー
タを、Ｐ1（Ｚk，ｉ，ｊ）とする（ステップＳ２）。

【００２６】次に、Ｐ_n+1（Ｚk，ｉ，ｊ）と、それを
中央とする前後２つの輝度データＰ₁ （Ｚk −ｎ，ｉ，
ｊ）、Ｐ_2n+1（Ｚk +ｎ，ｉ，ｊ）の、３つのデータを
それぞれシフトレジスタＲ₁、Ｒ_n+1、Ｒ_2n+1に格納す
る（ステップＳ３）。上記処理は各画素について行なわ
れる。

【００２７】次に、Ｒ_n+1の値に関してすでにレジスタ
に格納されている値と比較して、今回のＲ_n+1の値が以
前のデータよりも大きい場合には更新するとともに、シ
フトレジスタの２n+1の値を画像メモリに記憶する。

【００２８】上記の処理により、各画素ごとに最大輝度
をもつデータとその前後のデータが得られる。

【００２９】次に、収集したスライスデータ毎に最大輝
度のデータを用いて粒子解析を行なう。スライス領域内
にバンプの高さがある場合には、必ず１つのバンプに対
して少なくとも１つの領域が存在する。各領域の輝度に
よる加重平均処理によりその領域の代表高さを求める
（ステップＳ５）。

【００３０】次に、各領域の平均輝度と代表高さから、
ＩＺ曲線の推定（補間）により、試料の極大値を計算す
る（ステップＳ６）。

【００３１】ここで、各画素ごとに最高輝度のスライス
位置を含む前後の複数の輝度データを記憶するのは、後
で補間を行なうことにより、サンプリングの幅よりも細
かい精度で輝度の極大値を見つけるためである。

【００３２】図４は、本実施形態の処理の流れの変形例
を説明するための図であり、画素毎に極大値付近のｎ個
（ここでは５個）の輝度データと、極大値のスライス番
号を取得するためのシーケンスを示している。図３の実
施形態では、必要枚数のスライス画像をすべて取得して
から比較、更新の処理を行なったが、ここでは所定枚数
（５枚）のスライス画像を取得した時点で比較し、ＦＩ
ＦＯ(First In FirstOut)による更新の処理を行うこと
で必要なメモリ容量を小さくしている。

【００３３】（１）まず、ＣＰＵの制御によりステー
ジ高さを所望の位置にセットして撮像１を行なうことに
より画像データを取得して主メモリにおける画像メモリ
１−１にコピーする。次にＺ操作♯１によりＺスライス
位置を所定の距離だけ移動させて撮像２を行なって画像
データを画像メモリ１−２にコピーする。同様にしてＺ
操作♯２、♯３、♯４を行なって撮像３、４、５を行な
うことにより得られた画像データをそれぞれ画像メモリ
１−３、１−４、１−５にコピーする。

【００３４】なお、Ｚ操作♯２の値は画像メモリに保存
される（初期値はすべて同じ値である）。論理表現の画
像メモリ（バイナリ）、０：false、１：trueですべてt
rueにセットする。また、Ｚスライス位置のデータはＺ
メモリに記憶される。

【００３５】（２）次にテンポラリメモリにおける画
像メモリ２−１〜２−５のシフト動作を行なう。具体的
には、画像メモリ２−２のデータを画像メモリ２−１に
格納し、画像メモリ２−３のデータを画像メモリ２−２
に格納し、画像メモリ２−４のデータを画像メモリ２−
３に格納し、画像メモリ２−５のデータを画像メモリ２
−４に格納する。この結果、画像メモリ２−１の元のデ
ータは破棄される。

【００３６】（３）次にＺ操作♯５によりスライス位
置を所定の距離だけ移動した後、撮像６により画像デー
タを取得して平滑化処理を行なった後、テンポラリメモ
リの画像メモリ２−５にコピーする。

【００３７】（４）次に画素毎の中央値の比較におい
て、画像メモリ１−３の各画素の値と、画像メモリ２−
３の各画素の値を逐次比較する。そのため、まず、各画
像メモリ１−１〜１−５、２−１〜２−５の画素データ
をそれぞれレジスタ１−１〜１−５、２−１〜２−５に
格納する（ステップＳ４−１）。

【００３８】次に中央のレジスタ２−３の値が中央のレ
ジスタ１−３の値よりも大きいかどうかを判断し（ステ
ップＳ４−２）、ＹＥＳの場合にはステップＳ４−３に
進み、ＮＯの場合にはステップＳ４−６に移行する。

【００３９】ステップＳ４−３では、レジスタ２−１〜
２−５の値をそれぞれレジスタ１−１〜１−５に格納す
る。画像論理メモリＬのｉｊの位置（画素位置）をtrue
にセットする（Ｌij＝１）。ステップS４−４では、レ
ジスタの値を主メモリの画像メモリ１−１〜１−５に戻
す。

【００４０】（５）次にＺメモリの更新を行なう。こ
こではＺij（Ｚメモリのｉｊの位置）にＺスライス位置
を記憶し（ステップＳ４−５）、次に、ｉｊがＭ，Ｎよ
りも小さいかどうかを判断する（ステップＳ４−６）。
ＮＯの場合にはｉｊを１インクリメントして（ステップ
Ｓ４−７）、ステップＳ４−１に戻り、ＹＥＳの場合に
は終了する（ステップＳ４−８）。

【００４１】上記した実施形態では、Ｚ走査の回数に応
じて（１）〜（５）のシーケンスを所定回数繰り返し、
ピーク位置のＺ情報（Ｚメモリ）およびピーク前後の輝
度情報を逐次更新する。比較の結果がＴｒｕｅ（すなわ
ち、新しい方のデータの輝度が大きい）になると、主メ
モリの値を更新し（ステップＳ４−４）、Ｚメモリの値
を更新する（ステップＳ４−５）ようになっている。

【００４２】Ｚメモリの更新を行った後、上記（２）−
（５）の工程を所定回数繰り返す。ここで、Ｚメモリの
内容（Ｚ走査回数がいくつの時に輝度の最大値である
か）と、Ｚのステップ間隔の情報を統合すれば、各画素
毎の最大輝度とそれに対する高さ位置の情報を得ること
が出来る。

【００４３】従来は、この状態から画素毎のＩ−Ｚ曲線
を構成して必要に応じて補間処理を行い、高さ情報を得
ていた。しかしながらこのような計算では、Ｉ−Ｚ曲線
を名画素毎に算出しているのでループ数が大きく効率が
悪い。そこで本実施形態では、領域毎に高さデータ、輝
度データをまとめ、各スライス毎に各領域の代表値を算
出して、Ｉ−Ｚ曲線の推定は領域の個数分だけで済ませ
るようにする。

【００４４】そのために、上記した粒子解析手段１０７
により、試料としてのバンプごとの領域に分割する。通
常、バンプは側面を有するということと、共焦点像を得
るための同軸照明のＮＡが有限の大きさであることか
ら、ＮＡを越える側面に光が照射される事はないし、反
射光が共焦点顕微鏡の光ディテクタまで到達することも
出来ない。

【００４５】従って、対象物としているバンプの共焦点
像（２次元像）を見ると、側面部分に相当するところは
輝度が極端に低くなっている。このことを画像処理の側
から見ると、頂点付近の輝度の高い領域の周りに側面に
当たる低輝度領域が囲んでいる様になる。また基板面、
ウエハ面にあたる領域は、材質の反射率にも依存する
が、一般にバンプの側面に比べて、ディテクタに到達す
る光量は大きい。

【００４６】従って、画像処理の手法では、低輝度領域
とそれに囲まれた高輝度領域を１つのバンプに対応する
ものとして考えることができる。このようにして、領域
を分割し、さらにモホロジの手法により、画像の中でど
の部分のＩ−Ｚ曲線を求め、また高さ情報を求めれば良
いかを指定するマスクを作ることが出来る。

【００４７】このように作成したマスク画像を用いて、
各画素で最大輝度を示すデータから構成した画像で、あ
る領域のなかでの平均または積分輝度をもって代表の輝
度データとしても良いし、あるいは、ある領域の中で、
輝度の高い画素のデータを自動閾値で選別し、それらの
平均値、積分値をもって代表値としても良い。スライス
画像で最大輝度の上下に当たる画像も同じ位置の画素に
ついてデータを収集するようにして、複数の画素の輝度
データをまとめてＩ−Ｚ曲線を構成するようにしても良
い。

【００４８】上述の構成、作用によれば、得られたスラ
イスデータからＩ−Ｚ曲線を構成して高さ情報を求める
手段が短縮されるために、計算に要する時間及び、ＣＰ
Ｕのリソースを縮減することができ、高速な処理を可能
とした高さ情報測定装置を提供することが出来る。

【００４９】（第１実施形態の変形例）共焦点方式によ
って、対象物の形状情報を得ようとする場合に、データ
の信頼性が問題となる。特に、Ｚスライスの回数を低減
して、内挿補間により高さ情報を得ようとする方式で
は、データのばらつきによって推定するＺの値が大きく
変わる。本発明が対象としている半田バンプ、金バンプ
などのバンプの測定においては、面方向の分解能よりも
Ｚ方向の精度、信頼性を重視する。面方向の画像情報に
対して、低域通過の平滑化フィルタを用いて応答周波数
を低減してでも、輝度のノイズを除去することが望まし
い。

【００５０】このことによって、たとえば光ディテクタ
のノイズ、Ａ／Ｄ変換のノイズ、Ｚステージの面内精
度、フォーカス走査手段における軸ズレなどにより、デ
ータのふらつきが起こり、同一の画素でのスライス画像
から構成したＩ−Ｚ曲線の信頼性が下がることがあって
も、スライス像の面内での平滑化フィルタによって、こ
れらのふらつきを低減して測定することが出来る。さら
に、前述の様に領域毎データをまとめてのＩ−Ｚ曲線の
算出により、これらのふらつきによる影響を低減するこ
とが出来る。

【００５１】図５は、上記した変形例の処理の流れを説
明するためのフローチャートである。の輝度データＰ
（Ｚk,i,j）は、Ｚk番目のスライス画像において画素位
置ｉ，ｊの輝度データを表している。この変形例では、
レジスタの比較演算をする前に、スパイクノイズを削除
するために平滑化のフィルタ処理を行う（ステップＳ２
２）。

【００５２】

【数１】

【００５３】その他の処理（ステップＳ２１，Ｓ２３〜
Ｓ２６）は上述と同じである。領域毎にＩ−Ｚ曲線を求
め、内挿によって最大値を求めるようにしても良い（な
お、Ｉ−Ｚ曲線の補間に関しては特開平６−２６５３１
７号公報に開示されている）。

【００５４】（第２実施形態）以下に、図６を参照して
本発明の第２実施形態を説明する。本発明の構成は図１
と同じである。ここでは粒子解析手段１０７の後に行わ
れる、高さ算出手段１０８の内容が異なる。前述のよう
に粒子解析手段１０７で、測定対象のバンプの領域を抽
出することが出来る。三次元測定検査装置においては金
バンプや、半田バンプの頂点付近の領域は最も関心があ
り、かつ重要な領域である。そのような領域に関して
は、領域内の高さの分布についても精密に測定すること
が要求される。

【００５５】第２実施形態においても第１実施形態と同
様に、Ｚスライス位置を変更しながら撮像によりスライ
スデータＺ₁，Ｚ₂，Ｚ₃，Ｚ₄を取得し、レジスタ比
較手段１０５を用いて、各画素の最大輝度と、その前後
のスライス像の輝度データ、および最大輝度に対応する
スライス番号を獲得する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。
その後に粒子解析手段１０７により領域分割を行なって
関心領域（バンプの部分）を抽出する（ステップＳ１
４）。

【００５６】ここで、バンプの頂点付近の領域に関して
は、Ｉ−Ｚ曲線を求める画素のサンプリング間隔を細か
くとっておく。その他の下地の部分については、サンプ
リング間隔を大きくとり、その間のデータは補間によっ
て求めるようにする。すなわち、各領域での属性に応じ
たサンプリング間隔で、輝度データ、スライスデータを
参照して領域での高さの分布を求める（ステップＳ１
５）。

【００５７】下地の平坦度が、測定対象とする突起の表
面に比べてより平面に近い場合にはそれを平面と見なし
て、サンプリングした高さデータから最小自乗平面とし
て求めるようにしても良い。

【００５８】各バンプに対応する代表高さ情報から、基
準となる仮想平面または仮想曲面を算出し、それらの面
からの各バンプの代表高さまでの距離をもって求める高
さ情報としても良い。

【００５９】いずれの方法にせよ、第２実施形態では、
共焦点顕微鏡の輝度画像から、領域の抽出を行い、領域
の属性（バンプの頂点に相当するかまたは基板の下地に
相当するか）によって測定の精度（サンプリング間隔）
を変更し、必要とされる精度と測定時間の短縮を両立さ
せるようにしている。

【００６０】上記した実施形態によれば、共焦点方式に
よる三次元計測において、所望の精度と測定のロバスト
性を確保しつつ、測定時間を短縮可能な高さ情報測定装
置を提供することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、共焦点方式に基づく高
さ情報測定装置において、データ処理の手続きを効率化
して計算に要する時間とＣＰＵパワーを節約するととも
に、信頼性の高い高さ情報測定装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る高さ情報測定装置
の構成を示す図である。

【図２】第１実施形態の処理の手順を示す概念図であ
る。

【図３】本実施形態の処理の流れを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図４】本実施形態の処理の流れの変形例を説明するた
めの図である。

【図５】第１実施形態の変形例における処理の流れを説
明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施形態を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０１共焦点光学系１０２画像キャプチャ−ボード１０３Ｚスライス位置（物体面フォーカス）変更手段１０４メモリ１０５レジスタ比較手段１０６メモリ１０７粒子解析手段１０８高さ算出手段１０９カメラ１０１１ステージ１０１２対物レンズ１０１３光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA24 CC26 DD06 DD07 FF01 FF04 LL59 MM24 QQ01 QQ24 QQ29 QQ31 UU02 UU05 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 DA01 DB02 DC02 DC22 5L096 BA03 CA02 FA14 FA64 FA69 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料の高さ方向において互いに異なる複
数の高さ位置で複数の画素よりなる水平面の共焦点画像
を複数枚撮像し、これら撮像した複数の共焦点画像に基
づき前記試料中の対象物の高さ情報を求める高さ情報測
定装置において、前記複数の共焦点画像の画素毎の輝度情報を比較し最大
輝度を求める最大輝度判定手段と、前記最大輝度判定手段で求められた最大輝度を有する画
素を含む前記共焦点画素データを用いて粒子解析を行な
って特定領域を抽出する領域抽出手段と、前記領域抽出手段で抽出された領域における輝度と高さ
の代表値を算出する代表値算出手段と、を有することを特徴とする高さ情報測定装置。
【請求項２】更に、前記代表値算出手段で算出した高
さ位置の上下方向の高さにおける前記複数の共焦点画像
においても、それぞれ画素毎の輝度情報を比較し最大輝
度を求め、最大輝度を有する画素を含む前記共焦点画像
データを用いて粒子解析を行なって特定領域を抽出した
後、この領域における輝度と高さの代表値を算出し、こ
れら求めた輝度と高さの代表値と前記代表値算出手段で
算出した輝度と高さの代表値とから前記高さ方向の各領
域におけるＩ−Ｚ曲線を求めるＩ−Ｚ曲線算出手段と、前記Ｉ−Ｚ曲線算出手段で求めたＩ−Ｚ曲線を用いて、
補間により輝度の極大値と対応する高さを求め、この高
さを前記各領域における高さとする領域高さ算出手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の高さ情報測定
装置。
【請求項３】前記最大輝度判定手段及び代表値算出手
段で扱う輝度は、複数画素毎の平均値であることを特徴
とする請求項１記載の高さ情報測定装置。
【請求項４】前記複数の共焦点画像情報を格納する画
像記憶手段を更に有し、前記画素情報として前記画像記
憶手段から所定のサンプリング間隔で読み出した輝度情
報を用いることを特徴とする請求項１又は３記載の高さ
情報測定装置。
【請求項５】前記対象物は試料中のバンプであり、前
記領域高さ算出手段で算出する高さ情報は、バンプの高
さ情報であることを特徴とする請求項２記載の高さ情報
測定装置。
【請求項６】前記領域高さ算出手段で算出する高さ情
報は、設定した仮想平面又は仮想曲面からの距離である
ことを特徴とする請求項５記載の高さ情報測定装置。
【請求項７】前記代表値算出手段は、前記領域におけ
る輝度の大きさによって高さ情報にウェイトをつける加
重平均によって輝度と高さの代表値を求めることを特徴
とする請求項５記載の高さ情報測定装置。
【請求項８】前記仮想平面又は仮想曲面は、試料の基
板となる下地の表面であることを特徴とする請求項６記
載の高さ情報測定装置。