JP2007232464A - Dimension measuring method and dimension measuring apparatus using the same - Google Patents

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Katsumitsu Ashihara
克充 芦原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a measurement specification point for measuring a dimension to be specified correctly, even when a multi-layer pattern formed on an object to be measured is displaced between layers from a design pattern, in order to improve reliability for measuring dimensions of a pattern formed on a substrate. <P>SOLUTION: A dimension measuring method is provided, which is applied to the object to be measured with the pattern having at least two layers, and comprises: a first step of comparing design patterns D11, D12 and D21 of respective layers with photographed patterns G11, G12 and G21 of respective layers of the object to be measured; and a second step of calculating relative displacement values of the photographed patterns G12 and G21 of respective layers of the object to be measured from the design patterns D12 and D21 of respective layers in design, based on comparison results of the first step. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、サブミクロンオーダーに微細加工される半導体集積回路やそれに付随するエッチング製品等の測定対象を撮像装置で撮像し、その撮像画像を処理して当該測定対象に2回以上のタイミングで層をなして形成されたパターンの寸法を計測する方法、ならびにその方法を実行する寸法計測装置に関するものである。   In the present invention, a measurement target such as a semiconductor integrated circuit finely processed to the submicron order and an etching product accompanying the same is picked up by an image pickup device, the picked-up image is processed, and the measurement target is layered at two or more times. And a dimension measuring apparatus for executing the method.

基板上に半導体製造プロセスであるエッチングプロセスにより異なるタイミングで部分的に層をなして微細な線幅のパターンを生成していく場合、パターンが微細寸法であるために、それぞれのパターンの幅や間隔を位置ずれすることなく、かつ、形状寸法等を高精度に生成していく必要がある。   When a pattern with a fine line width is generated by partially forming layers at different timings by an etching process, which is a semiconductor manufacturing process, on the substrate, since the pattern is fine, the width and spacing of each pattern Therefore, it is necessary to generate the shape dimension and the like with high accuracy without shifting the position.

このような異なるタイミングで生成されたパターンは、パターンを形成した装置の違いや、アライメント誤差等の理由により、ずれが生じている。また、パターン形成のプロセスにおいて、パターンが太ったり痩せたりして形成される場合がある。そのため、このようなパターン形成においてはパターンを撮像カメラで撮像しコンピュータ画面上で画像認識しパターンの寸法計測をしてパターンの形成状態を把握することが行われている。   The patterns generated at such different timings are displaced due to differences in apparatuses that form the patterns, alignment errors, and the like. In the pattern formation process, the pattern may be formed to be thick or thin. Therefore, in such pattern formation, a pattern is captured by an imaging camera, image recognition is performed on a computer screen, and the pattern dimension is measured to grasp the pattern formation state.

このようなパターンはエッチング等の微細加工技術の進展により多層にまたがり形成されるようになっている。このような多層にパターンが形成された場合の従来のパターンの寸法計測方法を説明する(例えば特許文献1参照)。   Such patterns are formed across multiple layers as a result of advances in microfabrication techniques such as etching. A conventional pattern dimension measuring method in the case where patterns are formed in such a multilayer will be described (for example, see Patent Document 1).

まず多層にパターンが形成されている教示用の基板(最初の基板)を撮像する。この撮像画像上において基板上のパターンの特徴部分を指定する。この指定箇所をテンプレート画像に登録する。このテンプレート画像中の測定指定点を座標上で指示してデータ記憶する。次に、測定対象の基板(別の基板)を撮像する。この別の基板の撮像画像中から上記テンプレート画像と一致する形状の画像(一致画像)をサーチする。サーチした一致画像上の測定指定点を上記記憶している測定指定点の記憶データに従い指定する。そして、この指定された測定指定点に従い、パターンの寸法を測定する。   First, an instruction substrate (first substrate) on which patterns are formed in multiple layers is imaged. A feature portion of a pattern on the substrate is designated on the captured image. This designated location is registered in the template image. The designated measurement point in the template image is designated on the coordinates and stored. Next, the substrate to be measured (another substrate) is imaged. An image having a shape that matches the template image (matched image) is searched from the captured images of the other substrates. The designated measurement point on the searched coincidence image is designated according to the stored stored data of the designated measurement point. Then, the dimension of the pattern is measured according to the designated measurement designated point.

しかしながら、この寸法測定方法では最初の基板上の複数の層にまたがる複数のパターン同士の測定指定点に比べて別の基板上の複数の層にまたがる複数のパターン同士の測定指定点が位置ずれし、本来、測定されるべき層間のパターン同士の間ではなく別の層間のパターン同士の寸法を測定しまう場合があり、パターン寸法の測定に対する信頼性を確保しにくい。
特許第3059602号公報
However, in this dimension measurement method, the measurement designated points of a plurality of patterns extending over a plurality of layers on another substrate are displaced relative to the measurement designated points of a plurality of patterns extending over a plurality of layers on the first substrate. Originally, there is a case where the dimension between the patterns between the layers to be measured, not between the patterns between the layers to be measured, may be measured, and it is difficult to ensure the reliability for the measurement of the pattern dimensions.
Japanese Patent No. 3059602

したがって、本発明により解決すべき課題は、測定対象物に多層に形成したパターンが層間で設計上のパターンから位置ずれしても寸法測定のための測定指定点を基板上において正しく指定可能とし、基板上に形成されたパターンの寸法の測定に対する信頼性を高めることである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the measurement designation point for dimension measurement can be correctly designated on the substrate even if the pattern formed in multiple layers on the measurement object is displaced from the design pattern between the layers, It is to increase the reliability of the measurement of the dimension of the pattern formed on the substrate.

本発明による寸法測定方法は、各層の設計パターンと、測定対象物の撮像パターンの各層とを比較する第1ステップと、第1ステップの比較結果から測定対象物の撮像パターンの各層における各層の設計パターンからの相対ずれ量を演算する第2ステップと、を含むことを特徴とするものである。   The dimension measuring method according to the present invention includes a first step for comparing the design pattern of each layer and each layer of the imaging pattern of the measurement object, and design of each layer in each layer of the imaging pattern of the measurement object from the comparison result of the first step. And a second step of calculating a relative deviation amount from the pattern.

上記パターンは、好ましくは、基板上に半導体製造プロセスであるエッチングプロセスにより異なるタイミングで層をなして形成された、サブミクロンオーダーに微細な線幅のパターンであるが、これに限定されない。上記設計パターンはその設計の手法には限定されない。また、撮像パターンの撮像形式も限定されない。測定対象物とは、好ましくは基板であるが、基板には限定されず、パターンを形成することができるものであればよい。   The pattern is preferably a pattern with a fine line width on the order of submicron formed by forming layers on the substrate at different timings by an etching process, which is a semiconductor manufacturing process, but is not limited thereto. The design pattern is not limited to the design method. Further, the imaging format of the imaging pattern is not limited. The object to be measured is preferably a substrate, but is not limited to the substrate, and may be anything that can form a pattern.

本発明によると、各測定対象物のパターンが、そのパターンを形成する装置の違い等により、あるいは、パターンが規定の寸法よりも太かったり、痩せたりしたことにより、測定位置にずれが生じていても、第1ステップにより、各層の設計パターンと、測定対象物の各層の撮像パターンとを比較し、第2ステップにより、上記比較の結果から測定対象物の各層の撮像パターンにおける設計上の各層の設計パターンからの相対ずれ量を演算するので、測定位置を正しく指定することができ、これによって、パターンの寸法を高い信頼性をもって正確に測定することができるようになる。   According to the present invention, the measurement position is shifted due to the difference in the pattern of each object to be measured, etc., or because the pattern is thicker or thinner than the prescribed dimension. In the first step, the design pattern of each layer is compared with the imaging pattern of each layer of the measurement object, and in the second step, the design pattern of each layer of the imaging pattern of each layer of the measurement object is determined based on the result of the comparison. Since the relative deviation amount from the design pattern is calculated, the measurement position can be correctly specified, and thereby the pattern dimension can be accurately measured with high reliability.

本発明においては、各層の設計パターンと測定対象物の各層の撮像パターンとを比較する第1ステップと、第1ステップの比較結果から測定対象物の各層の撮像パターンにおける設計上の各層の設計パターンからの相対ずれ量を演算する第2ステップとにより測定対象物の寸法を測定するから、測定対象物の寸法を高い信頼性をもって正しく測定することができる。   In the present invention, the first step of comparing the design pattern of each layer and the imaging pattern of each layer of the measurement object, and the design pattern of each layer on the design in the imaging pattern of each layer of the measurement object from the comparison result of the first step Since the dimension of the measurement object is measured by the second step of calculating the relative deviation amount from the measurement object, the dimension of the measurement object can be accurately measured with high reliability.

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る寸法測定方法を詳細に説明する。   Hereinafter, a dimension measuring method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は実施の形態の寸法測定方法を実施するために用いる寸法計測装置の概略構成を示す斜視図である。図1にはX軸方向、Y軸方向、Z軸方向が示されている。これら各軸は互いに直交している。これらの図を参照して、寸法計測装置2は、測定対象を撮像するための撮像装置4と、撮像装置4を制御するコンピュータ内蔵の制御装置6とから構成されている。撮像装置4と制御装置6は、相互に情報伝送可能に接続されている。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dimension measuring apparatus used for carrying out the dimension measuring method of the embodiment. FIG. 1 shows the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. These axes are orthogonal to each other. With reference to these drawings, the dimension measuring device 2 includes an imaging device 4 for imaging a measurement object and a control device 6 with a computer that controls the imaging device 4. The imaging device 4 and the control device 6 are connected so as to be able to transmit information to each other.

撮像装置4は、X軸方向に長手でY軸方向に一定幅の平面視矩形形状の撮像基台8を備える。撮像基台8上にはX軸方向に互いに平行に延びる一対のガイドレール10が設けられている。この一対のガイドレール10に矩形平板形状の移動テーブル12がX軸方向に移動可能になっている。移動テーブル12には、図示略のエンコーダが一体的に設置されている。ガイドレール10に沿って設けられたリニアスケール14とエンコーダとによって、移動テーブル12のX軸方向の移動量を測定するリニアエンコーダが構成される。   The imaging device 4 includes an imaging base 8 having a rectangular shape in plan view that is long in the X-axis direction and constant in the Y-axis direction. A pair of guide rails 10 extending in parallel with each other in the X-axis direction are provided on the imaging base 8. A rectangular flat plate-shaped moving table 12 is movable in the X-axis direction on the pair of guide rails 10. An encoder (not shown) is integrally installed on the moving table 12. The linear scale 14 provided along the guide rail 10 and the encoder constitute a linear encoder that measures the amount of movement of the moving table 12 in the X-axis direction.

撮像基台8には、移動テーブル12上をY軸方向に跨ぐ形で門型の撮像架台16が架設されている。撮像架台16には図示略のカメラ移動機構にカメラ機構であるエリア型撮像装置(撮像手段)18と高速オートフォーカス機構20とがY軸方向に移動可能に設けられている。カメラ移動機構は、制御装置6から指令されたX座標にエリア型撮像装置18と高速オートフォーカス機構20とを一体移動させる。エリア型撮像装置18は、顕微鏡のように対物レンズを有する構成となっており、2次元CCD撮像素子を備える。対物レンズの交換により撮像倍率を変更できるようになっている。   On the imaging base 8, a gate-type imaging base 16 is installed so as to straddle the movable table 12 in the Y-axis direction. The imaging platform 16 is provided with an area type imaging device (imaging means) 18 as a camera mechanism and a high-speed autofocus mechanism 20 movably in the Y-axis direction in addition to a camera movement mechanism (not shown). The camera moving mechanism moves the area-type imaging device 18 and the high-speed autofocus mechanism 20 integrally to the X coordinate commanded from the control device 6. The area-type imaging device 18 has an objective lens like a microscope and includes a two-dimensional CCD imaging device. The imaging magnification can be changed by exchanging the objective lens.

基板22は、例えば、液晶パネル用のガラス基板であり、移動テーブル12上に複数の位置決めピン23と、複数のプッシャ26とにより位置決めされている。   The substrate 22 is, for example, a glass substrate for a liquid crystal panel, and is positioned on the moving table 12 by a plurality of positioning pins 23 and a plurality of pushers 26.

図1の寸法計測装置2は、撮像装置4の移動テーブル12と撮像架台16とを動かして基板22に対してエリア型撮像装置18をX軸方向、Y軸方向に移動させることにより、基板22上の所定箇所の画像を撮像し、その画像を制御装置6に取り込むとともに制御装置6における画像処理により基板上に形成された素子の寸法測定位置を指定し、その指定測定位置における寸法を測定することができるようになっている。   1 moves the area-type imaging device 18 in the X-axis direction and the Y-axis direction relative to the substrate 22 by moving the moving table 12 and the imaging stand 16 of the imaging device 4. An image of a predetermined portion above is taken, the image is taken into the control device 6, the dimension measurement position of the element formed on the substrate is designated by image processing in the control device 6, and the dimension at the designated measurement position is measured. Be able to.

制御装置6は、コンピュータ本体(制御手段、演算手段、データ生成手段等を構成する)と、キーボードと、ディスプレイと、ハードディスク装置(記憶手段を構成する)とを備えており、撮像装置4に対して指令を送ったり、撮像装置4のエリア型撮像装置18で撮像した画像を観察したり、撮像装置4を制御するプログラムを入力したりできるようになっている。撮像装置4を制御する寸法計測用のコンピュータプログラムは、制御装置6のコンピュータに当初からインストールさせておいてもよいし、ネットワーク経由で外部からダウンロードすることもできる。   The control device 6 includes a computer main body (which constitutes control means, arithmetic means, data generation means, etc.), a keyboard, a display, and a hard disk device (which constitutes storage means). Command can be sent, an image captured by the area type imaging device 18 of the imaging device 4 can be observed, and a program for controlling the imaging device 4 can be input. The computer program for dimension measurement for controlling the imaging device 4 may be installed in the computer of the control device 6 from the beginning, or may be downloaded from the outside via a network.

制御装置6のコンピュータには、以下に説明する寸法測定方法を実行するためのコンピュータプログラムが搭載されている。   The computer of the control device 6 is equipped with a computer program for executing the dimension measuring method described below.

以下、図2以降を参照して実施の形態の寸法測定方法を説明する。以下の例では、測定対象物は、2回のタイミングでパターンが形成されている基板22であり、この基板22に対して2つのパターンのエッジ間距離を測定する方法である。   Hereinafter, the dimension measuring method according to the embodiment will be described with reference to FIG. In the following example, the object to be measured is a substrate 22 on which a pattern is formed at two timings, and a distance between edges of two patterns is measured with respect to the substrate 22.

図2(a)は、第1層の設計パターンデータを画像表現した例である。この設計パターンのデータは制御装置6の記憶手段に記憶されている。図2(a)には、エリア型撮像装置18(撮像手段)による基板22の撮像画像に合わせた矩形形状をなす設計画面D1と、この設計画面D1中に表示される第1層における2つの設計パターンD11、D12とが示されている。   FIG. 2A is an example of image representation of the first layer design pattern data. The design pattern data is stored in the storage means of the control device 6. FIG. 2A shows a design screen D1 having a rectangular shape in accordance with a captured image of the substrate 22 by the area type imaging device 18 (imaging means), and two in the first layer displayed in the design screen D1. Design patterns D11 and D12 are shown.

図2(b)は、第2層の設計パターンデータを画像表現した例である。この設計パターンデータは制御装置6のコンピュータ内の記憶手段に記憶されている。図2(b)には、エリア型撮像装置18による基板22の撮像画像に合わせた形状をなす設計画面D2と、この設計画面D2中に表示される第2層における1つの設計パターンD21とが示されている。   FIG. 2B is an example of image representation of the design pattern data of the second layer. This design pattern data is stored in the storage means in the computer of the control device 6. FIG. 2B shows a design screen D2 having a shape that matches the captured image of the substrate 22 by the area-type imaging device 18, and one design pattern D21 in the second layer displayed in the design screen D2. It is shown.

両第1、第2層設計画面D1,D2は、それぞれ、上辺と左辺との交点である左上角部を座標原点O1,O2とした第1、第2直交XY二次元座標の画面構成を備えている。   Both the first and second layer design screens D1 and D2 have screen configurations of first and second orthogonal XY two-dimensional coordinates in which the upper left corner which is the intersection of the upper side and the left side is the coordinate origin O1 and O2. ing.

図3は、第1層設計画面D1と第2層設計画面D2とを重ね合わせた合成設計画面D3を示す。この合成設計画面D3も上辺と左辺との交点である左上角部を座標原点O3とした第3直交XY二次元座標の画面構成を備えている。第3直交XY二次元座標において、座標原点O3は座標原点O1,O2と一致している。図3では、第1層設計パターンD12のY軸方向下方のエッジE1の座標(X,Y)は(250,350)であり、第2層設計パターンD21のY軸方向上方のエッジE2の座標(X,Y)は(250,450)である。すなわち、両エッジE1,E2はX軸方向において同一位置にあり、Y軸方向において座標位置が上下に座標距離で「100」離隔している。これら両エッジE1,E2は寸法測定を行うための測定指定点となり、Y軸方向の両エッジE1,E2間距離が測定したい寸法である。   FIG. 3 shows a composite design screen D3 in which the first layer design screen D1 and the second layer design screen D2 are superimposed. The composite design screen D3 also has a screen configuration of third orthogonal XY two-dimensional coordinates with the upper left corner, which is the intersection of the upper side and the left side, as the coordinate origin O3. In the third orthogonal XY two-dimensional coordinates, the coordinate origin O3 coincides with the coordinate origins O1 and O2. In FIG. 3, the coordinates (X, Y) of the edge E1 below the Y-axis direction of the first layer design pattern D12 are (250, 350), and the coordinates of the edge E2 above the Y-axis direction of the second layer design pattern D21. (X, Y) is (250, 450). That is, both edges E1, E2 are at the same position in the X-axis direction, and the coordinate positions in the Y-axis direction are separated by “100” in the vertical and vertical coordinate distances. These two edges E1 and E2 serve as measurement designated points for measuring dimensions, and the distance between both edges E1 and E2 in the Y-axis direction is a dimension to be measured.

このエッジE1,E2間距離においては、第1層設計パターンD12のエッジE1の座標位置と、第2層設計パターンD21のエッジE2の座標位置とが相対的に、設計上、定まっている。   In the distance between the edges E1 and E2, the coordinate position of the edge E1 of the first layer design pattern D12 and the coordinate position of the edge E2 of the second layer design pattern D21 are relatively determined by design.

以上における各層の設計パターンデータは制御装置6が内蔵するコンピュータ内の記憶手段に記憶されている。   The design pattern data of each layer described above is stored in the storage means in the computer built in the control device 6.

図4は第1層に2つのパターンが、また、第2層に1つのパターンがある基板の撮像画面Gである。この撮像画面Gに示されるパターンにおいて、G11,G12は、第1層撮像パターンであり、G21は、第2層撮像パターンである。図4においても、上辺と左辺との交点である左上角部を座標原点O4とした直交XY二次元座標をなしている。   FIG. 4 shows an imaging screen G of a substrate having two patterns on the first layer and one pattern on the second layer. In the pattern shown on the imaging screen G, G11 and G12 are first layer imaging patterns, and G21 is a second layer imaging pattern. Also in FIG. 4, orthogonal XY two-dimensional coordinates are formed with the upper left corner, which is the intersection of the upper side and the left side, as the coordinate origin O4.

第1層撮像パターンG12の測定位置はエッジE3であり、第2層撮像パターンG21の測定位置はエッジE4である。   The measurement position of the first layer imaging pattern G12 is the edge E3, and the measurement position of the second layer imaging pattern G21 is the edge E4.

撮像画面Gにおいて、第1層撮像パターンG11,G12は第1層設計パターンD11,D12に対応し、第2層撮像パターンG21は第2層設計パターンD21に対応する。   In the imaging screen G, the first layer imaging patterns G11 and G12 correspond to the first layer design patterns D11 and D12, and the second layer imaging pattern G21 corresponds to the second layer design pattern D21.

これら撮像画面Gはエリア型撮像装置18で撮像され、制御装置6に取り込まれ、制御装置6において上記第1層撮像パターンG11,G12、第2層撮像パターンG21に処理される。   These imaging screens G are imaged by the area-type imaging device 18 and taken into the control device 6, where the control device 6 processes the first layer imaging patterns G11 and G12 and the second layer imaging pattern G21.

図5(a)に図4の撮像画面Gを、図5(b)に図3の設計画面D3を、それぞれ比較照合のため再掲する。制御装置6においては、撮像画面Gと設計画面D3とを比較(照合)する。制御装置6は、上記比較の結果、撮像画面G中の第1層撮像パターンG12のエッジE3と設計画面D3中の第1層設計パターンD12のエッジE1とを比較し、第1層撮像パターンG12は第1層設計パターンD12よりもY軸方向上方に位置ずれしており、第2層撮像パターンG21は第2層設計パターンD21よりもY軸方向下方に位置ずれしていると判定するとともに、その位置ずれ量を演算する。この位置ずれ量の演算は、第1層撮像パターンG12のエッジE3の座標データから、第1層設計パターンD12のエッジE1の座標データを減算することにより、また、第2層撮像パターンG21のエッジE4の座標データから、第2層設計パターンD21のエッジE2の座標データを減算することにより、得ることができる。   The imaging screen G in FIG. 4 is shown in FIG. 5A, and the design screen D3 in FIG. 3 is shown again in FIG. 5B for comparison. In the control device 6, the imaging screen G and the design screen D3 are compared (collated). As a result of the comparison, the control device 6 compares the edge E3 of the first layer imaging pattern G12 in the imaging screen G with the edge E1 of the first layer design pattern D12 in the design screen D3, and the first layer imaging pattern G12. Is shifted in the Y-axis direction above the first layer design pattern D12, and the second-layer imaging pattern G21 is determined to be shifted in the Y-axis direction lower than the second layer design pattern D21. The amount of displacement is calculated. The calculation of the positional deviation amount is performed by subtracting the coordinate data of the edge E1 of the first layer design pattern D12 from the coordinate data of the edge E3 of the first layer imaging pattern G12, and the edge of the second layer imaging pattern G21. It can be obtained by subtracting the coordinate data of the edge E2 of the second layer design pattern D21 from the coordinate data of E4.

そして、図6で示すように、この演算値から、設計上の測定指定点E1,E2をそれぞれ新たな測定指定点E3,E4に変更する。   Then, as shown in FIG. 6, the design measurement designated points E1 and E2 are changed to new measurement designated points E3 and E4 from the calculated values.

なお、実施の形態で示した第1層と第2層の撮像パターンは層方向に重なっていなかったが、第1層と第2層の撮像パターンが重なるパターン部分と重ならないパターン部分とを有する場合を図7を参照して説明する。   In addition, although the imaging pattern of the 1st layer and 2nd layer which were shown in embodiment did not overlap in the layer direction, it has the pattern part which does not overlap with the pattern part which the imaging pattern of the 1st layer and the 2nd layer overlaps The case will be described with reference to FIG.

図7(a)は第1層設計パターンD13,D14と第2層設計パターンD22,D23とが部分的に重なっている。そして、設計上の測定指定点はE1,E2である。この測定指定点E1は第1層設計パターンD14のY軸方向上方エッジであり、測定指定点E2は、第2層設計パターンD22のY軸方向下方エッジである。    In FIG. 7A, the first layer design patterns D13 and D14 and the second layer design patterns D22 and D23 partially overlap. The design measurement designated points are E1 and E2. The measurement designated point E1 is the upper edge in the Y-axis direction of the first layer design pattern D14, and the measurement designated point E2 is the lower edge in the Y-axis direction of the second layer design pattern D22.

そして、図7(b)は第1層撮像パターンG13,G14、第2層撮像パターンG22,G23とが部分的に重なっている。そして、第2層の撮像パターンG22,G23が位置ずれしても、測定指定点はその位置ずれに対応して当初の設計上の測定指定点E1,E2から上記図2ないし図6と同様の比較照合、演算を行うことにより新たな測定指定点E3,E4が生成されるので、第2層撮像パターンG23のY軸方向上方エッジがY軸方向上方に位置ずれして測定指定点E2に近付いても、この第2層の撮像パターンG23のY軸方向上方エッジを測定指定点E4´と間違えることがない。   In FIG. 7B, the first layer imaging patterns G13 and G14 and the second layer imaging patterns G22 and G23 partially overlap. Even if the imaging patterns G22 and G23 of the second layer are misaligned, the measurement designated points are the same as those in FIGS. 2 to 6 from the originally designed measurement designated points E1 and E2 corresponding to the misalignment. Since new measurement designated points E3 and E4 are generated by performing comparison and calculation, the upper edge in the Y-axis direction of the second-layer imaging pattern G23 is displaced upward in the Y-axis direction and approaches the measurement designated point E2. However, the upper edge in the Y-axis direction of the imaging pattern G23 of the second layer is not mistaken for the measurement designated point E4 ′.

なお、上記実施の形態では、パターンが2層であったが、パターンは3層以上でもよく、3層以上のn層の場合では、任意の1層を基準とし、この基準とした層と他の層との間における相対ずれ量をn層まで演算し、全層の相対ずれ量の演算が完了すると、測定指定点の座標の補正をして寸法測定を実施するとよい。   In the above embodiment, the pattern has two layers, but the pattern may be three or more layers. In the case of three or more n layers, any one layer is used as a reference, and the reference layer and other layers It is preferable to calculate the relative deviation amount with respect to the first layer up to n layers, and when the calculation of the relative deviation amount of all the layers is completed, the coordinates of the measurement designated point are corrected and the dimension measurement is performed.

実施の形態の寸法計測装置は、ハードウェア的には、撮像装置4におけるエリア型撮像装置18や高速オートフォーカス機構20からなるカメラ機構と、上記制御装置16のコンピュータと、制御装置16のディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の出力装置と、撮像装置4における撮像基台8、移動テーブル12等の駆動機構とを備える。   The dimension measuring apparatus according to the embodiment, in terms of hardware, includes a camera mechanism including an area-type imaging device 18 and a high-speed autofocus mechanism 20 in the imaging device 4, a computer of the control device 16, a display of the control device 16, and the like. Output devices such as a display device and a printer, and driving mechanisms such as an imaging base 8 and a moving table 12 in the imaging device 4.

実施の形態の寸法計測装置は、図8で示すように、ソフトウエア的には、図1で示す撮像部の撮像出力から図4の撮像画面データを生成する撮像画面生成部30と、図3の設計画面データ記憶部31と、撮像画面生成部30からの撮像画面Gと、設計画面データ記憶部31で記憶されている設計画面Dとを照合し演算する照合演算部32と、照合演算部32の出力から上記した位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算部33と、測定指定点を記憶している測定指定点記憶部34と、位置ずれ量演算部33と測定指定点記憶部34との両出力から測定指定点を新たに生成する測定指定点生成部35と、測定指定点生成部35の出力から測定対象物の寸法を測定し、この測定結果を出力する寸法測定部36と、を備える。   As shown in FIG. 8, the dimension measuring apparatus according to the embodiment includes, in terms of software, an imaging screen generation unit 30 that generates the imaging screen data of FIG. 4 from the imaging output of the imaging unit shown in FIG. Design screen data storage unit 31, image capture screen G from image capture screen generation unit 30, collation operation unit 32 that collates and calculates design screen D stored in design screen data storage unit 31, and collation operation unit A positional deviation amount computing unit 33 for computing the positional deviation amount from the output of 32, a measurement designated point storage unit 34 for storing measurement designated points, a positional deviation amount computing unit 33, and a measurement designated point storage unit 34; A measurement designated point generation unit 35 that newly generates a measurement designated point from both outputs of the output, a dimension measurement unit 36 that measures the dimension of the measurement object from the output of the measurement designated point generation unit 35, and outputs the measurement result; Is provided.

図1は本発明の実施の形態に用いる寸法計測装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dimension measuring apparatus used in an embodiment of the present invention. 図2は設計上の各層の設計パターンデータを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing design pattern data of each layer on the design. 図3は各層の設計パターンデータを合成した設計パターンデータを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing design pattern data obtained by synthesizing the design pattern data of each layer. 図4は撮像パターンデータを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing imaging pattern data. 図5は図4の撮像パターンデータと図3の設計パターンデータとの照合を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining collation between the imaging pattern data of FIG. 4 and the design pattern data of FIG. 図6は測定位置の補正を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the correction of the measurement position. 図7は層間のパターン中で重なる部分と重ならない部分とが存在するパターン同士の照合と測定位置の補正を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining collation between patterns in which overlapping portions and non-overlapping portions exist in the pattern between layers and correction of the measurement position. 図8は実施の形態の寸法計測装置の機能ブロック図である。FIG. 8 is a functional block diagram of the dimension measuring apparatus according to the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 寸法計測装置
4 撮像装置
6 制御装置
8 撮像基台
10 ガイドレール
12 移動テーブル
14 リニアスケール
16 撮像架台
18 エリア型撮像装置
22 基板
D1,D2,D3 設計画面
D11〜D21 設計パターン
G 撮像画面
G11〜G21 撮像パターン
2 Dimensional measuring device 4 Imaging device 6 Control device 8 Imaging base 10 Guide rail 12 Moving table 14 Linear scale 16 Imaging stand 18 Area type imaging device 22 Substrate D1, D2, D3 Design screen D11-D21 Design pattern G Imaging screen G11- G21 Imaging pattern

Claims (6)

少なくとも2回のタイミングでパターンが形成されている測定対象物に対する寸法測定方法であって、
各層の設計パターンと、測定対象物の撮像パターンの各層とを比較する第1ステップと、
第1ステップの比較結果から測定対象物の各層の撮像パターンにおける各層の設計パターンからの相対ずれ量を演算する第2ステップと、
を含むことを特徴とする寸法測定方法。
A dimension measuring method for a measurement object in which a pattern is formed at least twice,
A first step of comparing the design pattern of each layer with each layer of the imaging pattern of the measurement object;
A second step of calculating a relative deviation amount from the design pattern of each layer in the imaging pattern of each layer of the measurement object from the comparison result of the first step;
A dimension measuring method comprising:
第2ステップで得た相対ずれ量を測定対象物の寸法測定に用いる第3ステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の寸法測定方法。   2. The dimension measuring method according to claim 1, further comprising a third step in which the relative deviation obtained in the second step is used for measuring the dimension of the measurement object. 第1ステップにおいて、設計パターンと撮像パターンとの比較が、設計パターンと撮像パターンそれぞれの任意の位置に定めた測定位置の比較であり、相対ずれ量が両測定位置間の相対ずれ量である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の寸法測定方法。   In the first step, the comparison between the design pattern and the imaging pattern is a comparison of measurement positions determined at arbitrary positions of the design pattern and the imaging pattern, and the relative deviation amount is the relative deviation amount between the two measurement positions. The dimension measuring method according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned. 上記測定位置がパターンのエッジである、ことを特徴とする請求項3に記載の寸法測定方法。   The dimension measuring method according to claim 3, wherein the measurement position is an edge of a pattern. パターンが3層以上のとき、任意の1層を基準とし、この基準とした層と他の層との間における相対ずれ量を演算する、ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の寸法測定方法。   5. The method according to claim 1, wherein when there are three or more patterns, an arbitrary one layer is used as a reference, and a relative shift amount between the reference layer and another layer is calculated. The dimension measuring method as described. 上記請求項1ないし5のいずれかに記載の寸法測定方法の各ステップを実行するコンピュータプログラムを搭載してあることを特徴とする寸法計測装置。   6. A dimension measuring apparatus, comprising a computer program for executing each step of the dimension measuring method according to claim 1.
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