JP2008139050A - Line width measuring apparatus - Google Patents
Line width measuring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008139050A JP2008139050A JP2006322986A JP2006322986A JP2008139050A JP 2008139050 A JP2008139050 A JP 2008139050A JP 2006322986 A JP2006322986 A JP 2006322986A JP 2006322986 A JP2006322986 A JP 2006322986A JP 2008139050 A JP2008139050 A JP 2008139050A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging head
- axis
- sample
- imaging
- measurement
- 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
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 193
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 109
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 60
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 27
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、線幅または寸法等を、測定または検査する装置に関わり、特にマルチ撮像ヘッド方式の測定または検査する装置に関わる。 The present invention relates to an apparatus for measuring or inspecting line width or dimensions, and more particularly to an apparatus for measuring or inspecting a multi-imaging head system.
線幅測定装置または寸法測定装置は、基板（例えば、LCD（ Liquid Crystal Display ）基板）の TFT（ Thin Film Transistor ）や半導体のマスクのパターン幅やパターン間隔などの測定を行う装置である。線幅測定装置または寸法測定装置は、例えば、透明ガラス基板（試料）上に形成された膜パターンに照明を照射して得られるパターン像を顕微鏡で拡大し、その画像を CCD（ Charge Coupled Device ）カメラで撮像して得られるパターン像を画像処理して、寸法や形状を測定する。以下、線幅測定装置または寸法測定装置あるいは、線幅検査装置または寸法検査装置を、線幅測定装置と総称する。 The line width measuring device or the dimension measuring device is a device that measures the pattern width and pattern interval of a TFT (Thin Film Transistor) on a substrate (for example, an LCD (Liquid Crystal Display) substrate) or a semiconductor mask. For example, the line width measuring device or the dimension measuring device enlarges a pattern image obtained by irradiating a film pattern formed on a transparent glass substrate (sample) with a microscope, and displays the image on a CCD (Charge Coupled Device). A pattern image obtained by imaging with a camera is subjected to image processing to measure dimensions and shape. Hereinafter, the line width measuring device or the dimension measuring device or the line width inspecting device or the dimension inspecting device will be collectively referred to as a line width measuring device.
近年、LCD 基板の需要が拡大している。これに伴い、LCD 基板の製造工程では、ディスプレイ部分（表示サイズ）の大型化と、基板１枚中で取得できる製品数（多数個取り）の増加、等によって、生産効率の向上を図っている。以下、LCD 基板とは、製造工程中で線幅測定装置に戴置される被測定対象物の単位として、多数個取りするため、その上に複数の製品（例えば、LCD パネル）が割り付けられている基板をいう。従って、このような被測定対象物には、同じ形状の検査すべき膜パターンが複数個存在する。 In recent years, the demand for LCD substrates has increased. Along with this, in the manufacturing process of LCD substrates, production efficiency is improved by increasing the display part (display size) and increasing the number of products that can be acquired on one substrate (multiple picks). . In the following, an LCD substrate is a unit of objects to be measured placed on a line width measuring device during the manufacturing process, so that multiple products (for example, LCD panels) are allocated on it. It means the substrate. Therefore, there are a plurality of film patterns to be inspected having the same shape in such an object to be measured.
上述したように、LCD 基板等の被測定対象物が大型化すると、それに伴い、被測定対象物上に形成する膜パターンの露光誤差（位置ずれ）が一般的に増大する傾向にある。 なお、LCD 基板の寸法（単位：mm ）は、横寸法 X ×縦寸法 Y が、例えば、1850 × 1500 、または 2250 × 1950 等で、厚みは 0.5 〜 0.7 程度である。
被測定対象物上に形成される膜パターンの位置ずれが大きくなる結果、線幅測定装置では、所定の測定位置を撮像するために XY ステージを移動しても、LCD 基板等の被測定対象物上でのパターン位置がずれているために、撮像した映像内に画像処理に必要な被測定箇所の一部がはみ出す状況が生じてしまうことがある（例えば、特許文献１参照。）。
As described above, when an object to be measured such as an LCD substrate becomes larger, an exposure error (positional deviation) of a film pattern formed on the object to be measured tends to generally increase accordingly. The dimensions (unit: mm) of the LCD substrate are, for example, 1850 × 1500 or 2250 × 1950 in the horizontal dimension X × vertical dimension Y, and the thickness is about 0.5 to 0.7.
As a result of the large positional shift of the film pattern formed on the object to be measured, the line width measuring device can measure the object to be measured, such as an LCD substrate, even if the XY stage is moved to image the predetermined measurement position. Since the pattern position on the upper side is shifted, there may occur a situation in which a part to be measured that is necessary for image processing protrudes from the captured video (for example, see Patent Document 1).
上述の露光誤差（位置ずれ）の増大を小さくするため、あるいは、所定の測定位置を撮像するためにX または Y 方向に試料台を移動した場合に、撮像した映像内に画像処理に必要な被測定箇所の一部がはみ出す状況をできるだけ少なくすることが必要である。このために、従来は、被測定対象物を試料台上に搬送ロボット等によって搬入し、試料台上に X 方向及び Y 方向それぞれに固定ピン等の位置決め用のストッパを設け、一度試料台上に戴置してから、ストッパに対して X 方向及び Y 方向に被測定対象物を押し付けて位置決め精度を向上させていた。しかる後、例えば、吸着機構によって吸着し、被測定対象物を試料台に固定していた。 When the sample stage is moved in the X or Y direction in order to reduce the increase in exposure error (positional deviation) described above or in order to image a predetermined measurement position, the required image processing image is included in the captured image. It is necessary to minimize the situation where a part of the measurement part protrudes. For this purpose, conventionally, the object to be measured is carried on the sample table by a transfer robot, etc., and a positioning stopper such as a fixing pin is provided on the sample table in each of the X and Y directions. After placement, the object to be measured was pressed against the stopper in the X and Y directions to improve positioning accuracy. Thereafter, for example, the object to be measured is adsorbed by an adsorbing mechanism, and the object to be measured is fixed to the sample stage.
また更に、拡大画像により微細な寸法を測定しようとする線幅測定装置において、複数の撮像ヘッド部を設けたマルチ撮像ヘッドによる測定をする場合にも、上記と同様に、被測定対象物の位置ずれを小さくするための位置決め機構を設け、測定の精度、シーケンスを損なわないように被測定対象物の位置決めを、搬送ロボット等による搬入時に行っていた。 Furthermore, in the line width measuring device that is intended to measure a fine dimension with an enlarged image, when measuring with a multi-imaging head provided with a plurality of imaging heads, the position of the object to be measured is similar to the above. A positioning mechanism for reducing the deviation is provided, and the object to be measured is positioned at the time of loading by a transport robot or the like so as not to impair the accuracy and sequence of measurement.
この様な、被測定対象物の搭載位置をクランプ機構（エアーシリンダ等による押し付け機構）にて、試料を強制的に動かして、２つの撮像ヘッド部が撮像（観察視野）視野内に入り、かつ、測定に条件内（例えば、クランプ再現性範囲が 30 μm 以内）となるように制御では、線幅測定装置における被測定対象物の位置決め精度は、例えば、約30 μm 程度の位置決め再現性を求められる。 The sample is forcibly moved by the clamp mechanism (pressing mechanism using an air cylinder or the like) such that the mounting position of the object to be measured, and the two imaging head units enter the imaging (observation field) field of view, and In the control so that the measurement is within the conditions (for example, the clamp reproducibility range is within 30 μm), the positioning accuracy of the object to be measured in the line width measuring device requires, for example, a positioning reproducibility of about 30 μm. It is done.
しかし、被測定対象物の大型化に伴い、その質量、静電気等の影響により被測定対象物を動かすこと自体が困難となり、強制的な位置決め動作が困難となり、位置決め動作不良が多く発生するようになった。このような位置決め動作不良を低減するために、複雑なシーケンスを持った位置決め機構と動作シーケンスが装置として要求されていた（例えば、特許文献２参照。）。 However, as the object to be measured becomes larger, it becomes difficult to move the object itself due to its mass, static electricity, etc., compulsory positioning operation becomes difficult, and many positioning operation failures occur. became. In order to reduce such a positioning operation failure, a positioning mechanism and an operation sequence having a complicated sequence have been required as an apparatus (for example, see Patent Document 2).
上述のように、従来技術では、被測定対象物の試料台への搬入時には、試料台に搬入後一旦固定された被測定対象物の固定を弱めてから移動させて位置決め（位置ずれ補正）する必要があった。このため、被測定対象物が大きくなると、その質量、静電気等の影響により被測定対象物を動かすことが困難となり、一定の割合で位置決め動作不良が発生する。このような位置決め動作不良を低減するために、複雑なシーケンスを持った位置決め機構と動作シーケンスが必要であった。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、被測定対象物の試料台への搬入時の位置決め動作が不要な線幅測定装置を実現することにある。即ち、本発明は、試料が大きくなったことから発生する位置決め動作不良を低減することを目的とするもので、カメラ画像アライメント方式（物理的に基板を位置決めせずにカメラ画像から被測定対象物の搭載位置を測定し観察位置決めの補正する方式）を提供することにある。
更に、本発明の目的は、上記のカメラアライメント方式を実現するにあたり、複数の撮像ヘッド部を設けて、測定時間やタクトタイムの短縮を図り、かつ、複雑なシーケンス動作を省略することができるカメラ画像アライメント方式を提供することにある。
As described above, in the prior art, when the object to be measured is carried into the sample stage, the object to be measured, which is once fixed after being carried into the sample stage, is weakened and then moved and positioned (positional deviation correction). There was a need. For this reason, when the object to be measured becomes large, it becomes difficult to move the object to be measured due to the influence of its mass, static electricity, etc., and a positioning operation failure occurs at a certain rate. In order to reduce such a positioning operation failure, a positioning mechanism having a complicated sequence and an operation sequence are required.
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize a line width measuring apparatus that does not require a positioning operation when a measurement object is carried into a sample stage. That is, an object of the present invention is to reduce a positioning operation failure caused by an increase in the size of a sample. A camera image alignment method (an object to be measured from a camera image without physically positioning a substrate). And a method for correcting the observation positioning).
Furthermore, an object of the present invention is to provide a plurality of imaging head units in order to realize the above-described camera alignment method, to shorten measurement time and tact time, and to omit complicated sequence operations. It is to provide an image alignment method.
また、線幅測定装置において、タクトタイムの短縮は必要不可欠な機能である。タクトタイムの短縮のために、従来から、ステージの移動速度の高速化や、画像処理速度の向上を図ってきた。
従来、撮像ヘッド部が１つしかない線幅測定装置（本書では、複数の撮像ヘッド部を持った（マルチ撮像ヘッド）方式の線幅測定装置に対し、一つの撮像部を持った線幅測定装置のことを言う。）では、被測定対象物の所定の測定位置を観察視野（撮像した映像内、即ち（観察視野内））の中心におくための補正移動を、X 軸方向に平行移動か Y 軸方向に平行移動かの少なくとも１方向に移動させて行なっていた。しかし、マルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置の場合には、従来のX 軸方向と Y 軸方向だけを使った XY 移動による補正では、各ヘッド毎に位置ずれ補正に必要な移動方向や移動補正量が異なる（ヘッド間の移動方向や位置ずれ量が一致しない）ため位置ずれ補正が困難であった。
本発明の他の目的は、マルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置において、上記のような問題を解決し、各撮像ヘッド部毎に位置ずれ補正が可能な線幅測定装置を提供することにある。
Moreover, in the line width measuring apparatus, shortening the tact time is an indispensable function. In order to shorten the tact time, conventionally, the movement speed of the stage has been increased and the image processing speed has been improved.
Conventional line width measuring device with only one imaging head (in this document, line width measurement with one imaging unit compared to a multi-imaging head type line width measuring device with multiple imaging heads) In this case, the correction movement for placing the predetermined measurement position of the object to be measured in the center of the observation field (in the captured image, ie (in the observation field)) is translated in the X-axis direction. Or moved in at least one direction of parallel movement in the Y-axis direction. However, in the case of a multi-imaging head type line width measuring device, with the conventional correction based on XY movement using only the X-axis direction and Y-axis direction, the movement direction and movement correction required for positional deviation correction for each head. Since the amounts are different (the moving direction between the heads and the amount of positional deviation do not match), it is difficult to correct the positional deviation.
Another object of the present invention is to provide a line width measuring apparatus capable of solving the above-described problems and capable of correcting misalignment for each imaging head unit in a multi-imaging head type line width measuring apparatus. .
上記の目的を達成するため、本発明の線幅測定装置は、撮像した画像によるアライメント方式、即ち、物理的に基板等の被測定対象物を位置決めせずに、撮像したカメラ画像から被測定対象物（試料）の搭載位置を測定し、観察位置決めの補正するものである。このため、本発明は、撮像装置のヘッド部を位置補正するための微動軸機構と補正制御手段とを備えたものである。
即ち、本発明は、複数の撮像ヘッド部の画像の取込み位置を個々に補正するための手段を有する。
従って、被測定対象物を搬入ロボットで線幅測定装置上に搬入する際に、搬入ロボットによる位置決めだけで被測定対象物を線幅測定装置の試料台に固定して、試料を動かさないで済む。
In order to achieve the above object, the line width measuring apparatus of the present invention is an alignment method based on a captured image, that is, a measured object from a captured camera image without physically positioning the measured object such as a substrate. The mounting position of the object (sample) is measured, and the observation positioning is corrected. Therefore, the present invention includes a fine movement axis mechanism and a correction control means for correcting the position of the head portion of the imaging apparatus.
In other words, the present invention has means for individually correcting the image capture positions of the plurality of imaging head units.
Therefore, when the object to be measured is loaded onto the line width measuring device by the loading robot, the object to be measured is fixed to the sample stage of the line width measuring device by only positioning by the loading robot, and the sample does not have to be moved. .
好ましくは、本発明の線幅測定装置は、複数の撮像ヘッド部と画像処理部とを備え、それぞれの撮像ヘッド部が取得した画像を画像処理部が画像処理することによって被測定対象物の所望の箇所の測定または検査を行う線幅測定装置において、複数の撮像ヘッド部の位置を個々に補正する位置補正手段を備え、画像処理部は複数の撮像ヘッド部が取得した画像から複数の撮像ヘッド部の位置を検出し、位置補正手段は検出した位置に基づいて複数の撮像ヘッド部の位置を個々に独立に補正するものである。
また好ましくは、本発明の線幅測定装置は、試料の一部を拡大撮影する手段と、同一軸上を個別に移動可能な複数の撮像ヘッド部と、試料を撮像する位置を変えるための位置補正手段と、撮像した画像に対して画像処理を行う手段と、位置補正手段を動作させる制御手段とを有し、試料の位置ずれを補正するものである。
Preferably, the line width measuring apparatus according to the present invention includes a plurality of imaging head units and an image processing unit, and the image processing unit performs image processing on an image acquired by each imaging head unit, thereby obtaining a desired object to be measured. In the line width measuring apparatus that measures or inspects the position, the image processing unit includes position correcting means that individually corrects the positions of the plurality of imaging head units, and the image processing unit uses the plurality of imaging heads from the images acquired by the plurality of imaging head units. The position correction unit is configured to individually and independently correct the positions of the plurality of imaging head units based on the detected positions.
Preferably, the line width measuring apparatus according to the present invention includes means for enlarging and photographing a part of the sample, a plurality of imaging head units that can be individually moved on the same axis, and a position for changing the position at which the sample is imaged. It has a correction means, a means for performing image processing on the captured image, and a control means for operating the position correction means, and corrects the positional deviation of the sample.
即ち、本発明の線幅測定装置は、上記カメラ画像アライメント方式、即ち、物理的に基板を位置決めせずにカメラ画像から試料の搭載位置を測定し、観察位置決めの補正する方式であり、この実現のため、各撮像ヘッド部毎に微動軸機構を設け、それらを独立に補正するための補正制御機能備えたものである。
更に、好ましくは、本発明の線幅測定装置は、複数の撮像ヘッド部それぞれの微動軸機構を用いて、被測定対象物搭載位置のずれを補正した後の微動軸機構の稼動範囲の状況により、同時測定可能な測定ポイントの範囲を自動調整する機能を持たせたものである。
また好ましくは、本発明のマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置は、同一軸上を個別にそれぞれ移動可能な撮像ヘッド部であって、それぞれの撮像ヘッド部の、直交する方向への移動可能な微動軸機構を備えたものである。
また好ましくは、本発明のマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置は、撮像ヘッド部間に生じる位置ずれ量を測定する手段を備え、測定された位置ずれ量に対応して上数の撮像ヘッド部の位置ずれ量を補正するものである。
That is, the line width measuring apparatus of the present invention is the above-described camera image alignment method, that is, a method of measuring the mounting position of the sample from the camera image without physically positioning the substrate and correcting the observation positioning. Therefore, a fine movement axis mechanism is provided for each imaging head unit, and a correction control function for correcting them independently is provided.
Further preferably, the line width measuring apparatus according to the present invention is based on the operating range of the fine movement shaft mechanism after correcting the displacement of the measurement object mounting position using the fine movement shaft mechanisms of each of the plurality of imaging head units. In addition, it has a function to automatically adjust the range of measurement points that can be measured simultaneously.
Preferably, the multi-imaging head type line width measuring device of the present invention is an imaging head unit that can be individually moved on the same axis, and each imaging head unit can be moved in an orthogonal direction. A fine movement shaft mechanism is provided.
Preferably, the multi-imaging head type line width measuring apparatus of the present invention includes means for measuring a positional deviation amount generated between the imaging head parts, and an upper number of imaging head parts corresponding to the measured positional deviation quantity. The amount of misalignment is corrected.
本発明によれば、被測定対象物の試料台への搬入時の位置決め動作を行わないので、従来の被測定対象物の、試料台への搬入時の位置決め動作であるクランプ機構（エアーシリンダ等による押しつけ機構）を用いて、機械的に試料の搭載位置を強制的に動かす方式を使う必要が無い。従って、被測定対象物の大型化や、静電気等の影響により、実際に試料を動かすことができない欠点を解消できる。
また本発明によれば、複数の撮像ヘッド部それぞれの微動軸機構を用いて、被測定対象物搭載位置の傾きを補正した後の微動軸機構の稼動範囲の状況により、同時測定可能な測定ポイントの範囲を自動調整する機能があるため、マルチ撮像ヘッド化によって得えられるタクト短縮の効果を更に増すことができる。
また本発明によれば、同一軸上を個別に移動可能なマルチ撮像ヘッド方式であるため、それぞれの撮像ヘッド部の直交する方向の移動機能を、微動軸機構に備えることにより、被測定対象物の所望の測定箇所それぞれを観察視野の中心にそれぞれ置く（位置ずれ補正する）ための移動処理を単純化することができ、測定タクトが短縮できる。即ち、画像処理後に求められる被測定対象物を観察視野中心に置く補正移動距離に対して、従来軸の移動で対応すると、撮像ヘッド部間で移動方向が異なるため同時測定が行えない場合があるのに対し、本発明によれば、微動軸機構を持つことにより同時測定が常に可能になる。
また本発明によれば、撮像ヘッド間に生じる位置誤差を、画像計測機能を用いて予め測定し、その測定結果をステージの位置移動を行う際にオフセット値として管理する。これにより、撮像ヘッドの違いを自動的に補正することができる。
According to the present invention, since the positioning operation when the object to be measured is carried into the sample stage is not performed, the clamping mechanism (air cylinder or the like) that is the positioning operation when the object to be measured is carried into the sample stage is performed. It is not necessary to use a method of forcibly moving the mounting position of the sample mechanically using the pressing mechanism. Therefore, it is possible to eliminate the disadvantage that the sample cannot be actually moved due to the increase in the size of the measurement object or the influence of static electricity or the like.
Further, according to the present invention, the measurement points that can be measured simultaneously according to the operating range of the fine movement shaft mechanism after correcting the inclination of the measurement object mounting position using the fine movement axis mechanisms of each of the plurality of imaging head units. Therefore, the tact shortening effect obtained by the multi-imaging head can be further increased.
Further, according to the present invention, since it is a multi-imaging head system that can be individually moved on the same axis, the object to be measured is provided with a moving function in a direction perpendicular to each imaging head unit in the fine movement axis mechanism. Therefore, it is possible to simplify the movement process for placing each desired measurement location in the center of the observation field (correcting the positional deviation), and to shorten the measurement tact. In other words, if the movement of the conventional axis corresponds to the corrected movement distance for placing the measurement target obtained after image processing at the center of the observation field, simultaneous measurement may not be possible because the movement direction differs between the imaging head units. On the other hand, according to the present invention, the simultaneous measurement is always possible by having the fine movement shaft mechanism.
Further, according to the present invention, a position error generated between the imaging heads is measured in advance using an image measurement function, and the measurement result is managed as an offset value when the position of the stage is moved. Thereby, the difference between the imaging heads can be automatically corrected.
本発明は、試料（被測定対象物）の一部を拡大撮影することが可能で、同一軸上を個別に移動可能な複数の撮像ヘッド部からなる撮像部を備え、撮像する試料の位置を変えるためのマニュピレータ（操作手段）を持つ線幅測定装置で、撮像した画像に対して画像処理を行う機能を有し、更に、マニュピレータをコンピュータプログラムにより動作させる機能を有し、これらの機能を組合せることにより、試料を撮像した画像から線幅や寸法形状等を自動測定することができる装置において、試料の搭載位置ずれを補正するための、撮像ヘッド部の移動軸に直交する方向の移動微動機構とこれを制御するための機能を撮像部に有する装置である。
更に、試料の搭載ずれを測定し位置補正する機能（アライメント補正処理）を持ち、一つの撮像ヘッド部を基準して、他の撮像ヘッド部の位置を移動して、画像取込み位置を補正することができるマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置である。
The present invention can magnify a part of a sample (object to be measured), includes an imaging unit including a plurality of imaging head units that can be individually moved on the same axis, and determines the position of the sample to be imaged. Line width measuring device with manipulator (operating means) for changing, has a function to perform image processing on the captured image, and further has a function to operate the manipulator by a computer program, combining these functions In a device that can automatically measure the line width, size, shape, etc. from the image of the sample, the movement fine movement in the direction perpendicular to the moving axis of the imaging head unit is used to correct the sample mounting position deviation. An apparatus having a mechanism and a function for controlling the mechanism in an imaging unit.
In addition, it has a function (alignment correction process) that measures the sample mounting displacement and corrects the position, and moves the position of the other imaging head unit relative to one imaging head unit to correct the image capture position. This is a multi-imaging head type line width measuring apparatus capable of
更に、本発明のマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置において、予めプログラミング登録された測定位置の情報と、試料の搭載ずれを補正するための微動機構の可動範囲のうち、搭載ずれを補正するために使用した可動範囲の状況を比較して同時測定可能な測定位置を都度判別して撮像ヘッド部が位置する軸と直交する軸方向の移動回数を減らし、タクトタイムの短縮をすることが可能なマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置である。 Furthermore, in the multi-imaging head type line width measuring apparatus of the present invention, in order to correct the mounting displacement among the information of the measurement position registered in advance and the movable range of the fine movement mechanism for correcting the mounting displacement of the sample. It is possible to reduce the number of movements in the axial direction perpendicular to the axis on which the imaging head unit is located and reduce the tact time by comparing the status of the movable range used for the measurement and determining the measurement positions that can be measured simultaneously. This is a multi-imaging head type line width measuring apparatus.
また更に、本発明のマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置において、撮像ヘッド部に設けられた微動移動機構が、撮像ヘッド部間の観察位置補正を行なうことが可能なマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置である。 Furthermore, in the multi-imaging head type line width measuring apparatus of the present invention, the multi-imaging head type line width in which the fine movement moving mechanism provided in the imaging head unit can correct the observation position between the imaging head units. It is a measuring device.
また更に、本発明のマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置において、撮像ヘッド部に設けられた微動移動機構が、測定時画像処理により求めた測定対象を観察視野の中心に置くことを目的とした補正移動を行なうことが可能なマルチ撮像ヘッド方式の線幅測定装置である。 Furthermore, in the multi-imaging head type line width measuring device of the present invention, the fine movement moving mechanism provided in the imaging head unit aims to place the measurement object obtained by the image processing at the time of measurement in the center of the observation visual field. This is a multi-imaging head type line width measuring apparatus capable of performing correction movement.
本発明の一実施例を、図１と図２によって説明する。図１は、本発明を用いた２ヘッド方式のLCD（ Liquid Crystal Display ）線幅測定装置の構成を説明するための図である。図１(a) は装置を上から見た平面図、図１(b) は図１(a) の平面図を矢印 A の方向から見た図、図１(c) は装置を図１(a) の平面図を矢印 B の方向から見た図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a two-head LCD (Liquid Crystal Display) line width measuring apparatus using the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the apparatus as viewed from above, FIG. 1 (b) is a plan view of FIG. 1 (a) as viewed from the direction of arrow A, and FIG. It is the figure which looked at the top view of a) from the direction of arrow B.
図１によって、２ヘッド方式 LCD 線幅測定装置の移動軸の構成と動作方向を説明する。101 は台座、103 は被測定対象物、102 は被測定対象物 103 を搭載する試料台である。台座 101 上に試料台 102 が固定され、被測定対象物 103 は、試料台 102 上に図示しない搬送部によって搬入あるいは搬出される。搬送部から搬入された被測定対象物 103 は、試料台 102 に真空吸着等の方法で固定される。例えば、被測定対象物 103 は、２ヘッド方式 LCD 線幅装置の、図示しない吸着機構によって吸着され、試料台 102 に固定される。被測定対象物103 は、例えば、基板等の板状の基体であり、本発明の線幅測定装置は板状の基体に形成または塗布された膜パターンの線幅等を測定または検査する。板状の基体は、例えば、LCD（ Liquid Crystal Display ）基板）の TFT（ Thin Film Transistor ）や半導体のマスクがその上に形成されているガラス基板である。
２ヘッド方式 LCD 線幅測定装置は、撮像ヘッド部を２つ備えた LCD 線幅測定装置であり、N ヘッド方式 LCD 線幅測定装置とは、撮像ヘッド部を N 個備えた LCD 線幅測定装置である（ N は２以上の自然数）。
With reference to FIG. 1, the configuration and operation direction of the moving shaft of the two-head LCD line width measuring device will be described. 101 is a pedestal, 103 is an object to be measured, and 102 is a sample table on which the object to be measured 103 is mounted. The sample stage 102 is fixed on the pedestal 101, and the object 103 to be measured is carried in or out on the sample stage 102 by a transport unit (not shown). The object to be measured 103 carried in from the transport unit is fixed to the sample stage 102 by a method such as vacuum suction. For example, the object 103 to be measured is adsorbed by an adsorption mechanism (not shown) of a two-head LCD line width device and fixed to the sample stage 102. The object to be measured 103 is, for example, a plate-like substrate such as a substrate, and the line width measuring device of the present invention measures or inspects the line width or the like of a film pattern formed or applied on the plate-like substrate. The plate-like substrate is, for example, a glass substrate on which a TFT (Thin Film Transistor) of a LCD (Liquid Crystal Display) substrate and a semiconductor mask are formed.
The two-head LCD linewidth measuring device is an LCD linewidth measuring device with two imaging heads. The N-head LCD linewidth measuring device is an LCD linewidth measuring device with N imaging heads. (N is a natural number greater than or equal to 2).
1 は Y 軸の梁（ビーム）、2 は X1 軸のガイド、3は X2 軸のガイドである。Y 軸の梁 1 は、X1 軸のガイド 2 上及び X2 軸のガイド 3 に沿って X 軸に平行（図１(a) では、紙面左右方向）に移動する。Y 軸の梁 1 のレール部分（以下、Y 軸のレールと称する）は、X 軸に対して直交する構成となっている。なお、X1 軸のガイド 2 上及び X2 軸のガイド 3 の高さを低くして、Y 軸の梁 1 を門型（ガントリー）構造にしても良い。 1 is a beam on the Y axis, 2 is a guide on the X1 axis, and 3 is a guide on the X2 axis. The Y-axis beam 1 moves parallel to the X-axis (in FIG. 1 (a), the left-right direction in the drawing) along the X1-axis guide 2 and along the X2-axis guide 3. The rail part of the Y-axis beam 1 (hereinafter referred to as the Y-axis rail) is orthogonal to the X-axis. Note that the height of the X1 axis guide 2 and the X2 axis guide 3 may be lowered, and the Y axis beam 1 may have a gantry structure.
4 は Y1 軸のガイド、5 は Y2 軸のガイドである。Y1 軸のガイド 4 及び Y2 軸のガイド 5 は、Y 軸のレールに沿ってそれぞれ独立に移動する。なおこのとき、Y1 軸のガイド及び Y2 軸のガイドは、X 軸に対して直交する方向（ Y 軸（図１(a) では、紙面上下）方向）に移動する。 4 is the Y1 axis guide and 5 is the Y2 axis guide. Y1 axis guide 4 and Y2 axis guide 5 move independently along the Y axis rail. At this time, the Y1 axis guide and the Y2 axis guide move in a direction perpendicular to the X axis (Y axis (up and down in FIG. 1A)).
6 は Z1 軸のガイド、7 は Z2 軸のガイドである。Z1 軸のガイド 6 は Y1 軸のガイド 4 に搭載され、Z2 軸のガイド 7 は Y2 軸のガイド 5 に搭載される。Z1 軸のガイド 6 は、Y1 軸のガイド 4 に沿って Z 軸（図１(b) では、紙面上下方向）方向に移動し、同様に、Z2 軸のガイド 7 は、Y2 軸のガイド 5 に沿って Z 軸方向に移動する。 6 is the Z1 axis guide, and 7 is the Z2 axis guide. Z1 axis guide 6 is mounted on Y1 axis guide 4 and Z2 axis guide 7 is mounted on Y2 axis guide 5. The Z1 axis guide 6 moves along the Y1 axis guide 4 in the Z axis direction (up and down on the page in FIG. 1 (b)). Similarly, the Z2 axis guide 7 changes to the Y2 axis guide 5 Along the Z axis.
8 は△X1 軸のガイド、9 は△X2 軸のガイド、10 と 11 は撮像ヘッド部である。△X1 軸のガイド8 は Z1 軸のガイド 6 に搭載され、△X2 軸 9 のガイドは Z2 軸のガイド 7 に搭載される。
撮像ヘッド部 10 は、△X1 軸のガイド 8 に搭載され、撮像ヘッド部 11 は、△X2 軸のガイド 9 に搭載されている。
撮像ヘッド部 10 は、△X1 軸のガイド 8 に沿って X 軸方向に移動し、同様に、撮像ヘッド部 11 は、△X2 軸のガイド 9 に沿って X 軸方向に移動する。
8 is a △ X1 axis guide, 9 is a △ X2 axis guide, and 10 and 11 are imaging heads. △ X1 axis guide 8 is mounted on Z1 axis guide 6, and △ X2 axis 9 guide is mounted on Z2 axis guide 7.
The imaging head unit 10 is mounted on a ΔX1-axis guide 8 and the imaging head unit 11 is mounted on a ΔX2-axis guide 9.
The imaging head unit 10 moves in the X axis direction along the ΔX1 axis guide 8, and similarly, the imaging head unit 11 moves in the X axis direction along the ΔX2 axis guide 9.
更に、図１の実施例では、撮像ヘッド部 10 及び 11 とそれぞれ対となって動作する透過照明軸機構が装備される。即ち、12 は撮像ヘッド部 10 の Py1 軸、13 は撮像ヘッド部 11 の Py2 軸、14 は撮像ヘッド部 10 の△Px1 軸、15 は撮像ヘッド部 11 の△Px2 軸である。
Py1 軸 12 と Py2 軸 13 は、Y 軸の梁 1 から吊り下げられた透過照明ガイド 104 に搭載され、透過照明ガイド 104 に沿って Z 軸方向に動作する。
Further, in the embodiment of FIG. 1, a transmission illumination shaft mechanism that operates in pairs with the imaging head units 10 and 11 is provided. That is, 12 is the Py1 axis of the imaging head unit 10, 13 is the Py2 axis of the imaging head unit 11, 14 is the ΔPx1 axis of the imaging head unit 10, and 15 is the ΔPx2 axis of the imaging head unit 11.
The Py1 axis 12 and the Py2 axis 13 are mounted on the transmitted illumination guide 104 suspended from the beam 1 of the Y axis, and operate along the transmitted illumination guide 104 in the Z-axis direction.
更に、Py1 軸 12 上に△Px1 軸 14 が設けられ、Py2 軸 13 上に△Px2 軸 15 が設けられている。△Px1 軸 14 には、透過照明 16 が搭載され、△Px2 軸 15 には、透過照明 17 が搭載されている。
透過照明 16 は、△Px1 軸 14 に沿って X 軸方向に移動し、同様に、透過照明 17 は、△Px2 軸 15 に沿って X 軸方向に移動する。
Further, a ΔPx1 axis 14 is provided on the Py1 axis 12, and a ΔPx2 axis 15 is provided on the Py2 axis 13. The △ Px1 axis 14 is equipped with a transmitted illumination 16, and the △ Px2 axis 15 is equipped with a transmitted illumination 17.
The transmitted illumination 16 moves along the ΔPx1 axis 14 in the X-axis direction. Similarly, the transmitted illumination 17 moves along the ΔPx2 axis 15 in the X-axis direction.
透過照明 16 の△Px1 軸 14 に沿った移動と、撮像ヘッド部 10 の△X1 軸 8 に沿った移動とは連動しており、例えば、透過照明 16 の照明光の出射中心軸と、撮像ヘッド部 10 の入射光軸とは、同一の光軸 111 である。
同様に、透過照明 17 の△Px2 軸 15 に沿った移動と、撮像ヘッド部 11 の△X2 軸 9 に沿った移動とは連動しており、例えば、透過照明 17 の照明光の出射中心軸と、撮像ヘッド部 11 の入射光軸は、同一の光軸 112 である。
The movement of the transmitted illumination 16 along the ΔPx1 axis 14 and the movement of the imaging head unit 10 along the ΔX1 axis 8 are linked, for example, the central axis of the transmitted illumination 16 and the imaging head. The incident optical axis of the part 10 is the same optical axis 111.
Similarly, the movement of the transmitted illumination 17 along the ΔPx2 axis 15 and the movement of the imaging head unit 11 along the ΔX2 axis 9 are interlocked. The incident optical axis of the imaging head unit 11 is the same optical axis 112.
なお、図１(b) では、ビーム 1 の一部と、ビーム 1 に取付けられた Py1 軸 12 、Py2 軸 13 、△Px1 軸 14 、△Px2 軸 15 、及び透過照明 16，17 と、試料台 102 とは、矢印 B の方向から見える箇所と見えない箇所を混在させて、見やすい図としており、正確な側面図ではない。同様に、図１(c) も模式的な断面図である。 In FIG. 1 (b), a part of the beam 1, the Py1 axis 12, the Py2 axis 13, the ΔPx1 axis 14, the ΔPx2 axis 15 and the transmitted illuminations 16 and 17 attached to the beam 1, 102 is a view that is easy to see by mixing the part that can be seen from the direction of arrow B with the part that cannot be seen, and is not an accurate side view. Similarly, FIG. 1C is a schematic cross-sectional view.
図２は、本発明が必要となる試料の搭載ずれによって発生する位置エラーと補正を説明するための図である。図２の横軸が、線幅測定装置の試料台 102 上での X 軸の移動方向を示し、縦軸が、線幅測定装置の試料台 102 上での Y 軸の移動方向を示す。 FIG. 2 is a diagram for explaining a position error and correction caused by a sample mounting deviation that requires the present invention. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the movement direction of the X axis on the sample stage 102 of the line width measurement device, and the vertical axis indicates the movement direction of the Y axis on the sample stage 102 of the line width measurement device.
破線枠 24 は、理想的な被測定対象物の搭載位置での基板の輪郭（基板端）
で、この搭載位置での被測定対象物 103 の持つ座標軸が、線幅測定装置のステージ機構の XY 軸と平行となり、かつ、基準（被測定対象物の原点と線幅測定装置の原点）が一致する搭載位置である。このような被測定対象物が、例えば LCD 基板の場合、複数の同じ形状の複数の検査対象製品が、破線枠 24 の時にはその X 軸に平行に x 個、Y 軸に平行に y 個同一のピッチで計 x × y 個配置されている。
実線枠 25 は、実際に搭載される試料位置での基板の輪郭（基板端）であり、XY 軸方向の位置ずれ（基準点の不一致）と回転方向のずれが発生する。これらのずれは、位置補正が必要な測定エラーの発生要因となる。例えば、同じ列に配置されていた２つの製品のうち、撮像ヘッド部 10 の撮像視野（観察視野）内には測定座標 P1 が含まれるが、撮像ヘッド部 11 の撮像視野（観察視野）内には、同じ列に配置されている測定座標 P2 が含まれない場合が、位置補正を必要とする測定エラーと言える。以下、詳細に説明する。
The broken line frame 24 indicates the outline of the board (board edge) at the ideal mounting position of the object to be measured.
Therefore, the coordinate axis of the object 103 to be measured at this mounting position is parallel to the XY axis of the stage mechanism of the line width measuring device, and the reference (the origin of the object to be measured and the origin of the line width measuring device) is It is the same mounting position. When such an object to be measured is, for example, an LCD substrate, when a plurality of products to be inspected having the same shape are broken line 24, x pieces are parallel to the X axis and y pieces are parallel to the Y axis. A total of x x y is arranged on the pitch.
The solid line frame 25 is the outline (substrate edge) of the substrate at the position of the sample to be actually mounted. A displacement in the XY axis direction (reference point mismatch) and a displacement in the rotation direction occur. These deviations cause measurement errors that require position correction. For example, among the two products arranged in the same row, the measurement coordinate P1 is included in the imaging field (observation field) of the imaging head unit 10, but in the imaging field (observation field) of the imaging head unit 11. If the measurement coordinate P2 arranged in the same column is not included, it can be said that the measurement error requires position correction. Details will be described below.
図２は、被測定対象物の搭載によりずれ（特に回転方向のずれ）が生じることを示している。24 は理想的な被測定対象物の搭載位置の基板輪郭を示す破線枠、25 は実際の被測定対象物の搭載位置の基板輪郭を示す実線枠、18 は回転方向の位置ずれ量θである。実際の被測定対象物の搭載位置では、理想的な被測定対象物の搭載位置と、回転方向の位置ずれを生じている。215 は理想的な被測定対象物の搭載位置での撮像ヘッド 10 と撮像ヘッド部 11 の Y 軸方向への移動の軌道を示し、216 は基準となる撮像ヘッド 10 の Y 軸方向への移動の軌道を示す。また、19 はマルチ撮像ヘッド部のうち位置制御上の基準となる撮像ヘッド部 10 の測定座標 P1（測定ポイント）の位置、20 は撮像ヘッド部11 が実際に測定する測定すべき座標 P2 の位置、21 は理想的な被測定対象物の搭載位置での撮像ヘッド部 11 の測定座標の位置、22 は補正すべき回転方向のずれによって生じる X 軸方向のずれ量△X 、23 は補正すべき回転方向のずれによって生じる Y 軸方向のずれ量△Y 、26 は測定座標 P1 と測定座標 P2 の間の距離（ YP1-P2 ）である。なお、ここで、各ポイント P1 、P2 、P2′を囲んでいる方形の枠は、それぞれの測定ポイントを中心にして撮像された時の視野（観察視野）範囲を模式的に示している。なお、図２では、測定ポイントの１つ（撮像ヘッド部が２つあるので、実際には１対）を描いているが、通常複数の測定ポイントがある。 FIG. 2 shows that a shift (particularly a shift in the rotation direction) occurs due to the mounting of the object to be measured. 24 is a broken line frame showing the board outline of the ideal mounting position of the object to be measured, 25 is a solid line frame showing the board outline of the mounting position of the actual object to be measured, and 18 is the amount of displacement θ in the rotational direction. . In the actual mounting position of the object to be measured, an ideal mounting position of the object to be measured and a positional deviation in the rotation direction are generated. 215 indicates the trajectory of the movement of the imaging head 10 and the imaging head unit 11 in the Y-axis direction at the ideal mounting position of the measurement target object, and 216 indicates the movement of the reference imaging head 10 in the Y-axis direction. Show the trajectory. Further, 19 is the position of the measurement coordinate P1 (measurement point) of the imaging head unit 10 which is a reference for position control in the multi-imaging head unit, and 20 is the position of the coordinate P2 to be measured which is actually measured by the imaging head unit 11. , 21 is the position of the measurement coordinate of the imaging head unit 11 at the ideal mounting position of the object to be measured, 22 is the amount of deviation in the X axis direction caused by the deviation in the rotational direction to be corrected ΔX, 23 is to be corrected The amount of deviation ∆Y, 26 in the Y-axis direction caused by the deviation in the rotational direction is the distance (Y P1-P2 ) between the measurement coordinates P1 and P2. Here, a rectangular frame surrounding each of the points P1, P2, and P2 ′ schematically shows the field of view (observation field of view) when the image is taken around each measurement point. In FIG. 2, one of the measurement points (actually a pair because there are two imaging head units) is drawn, but there are usually a plurality of measurement points.
なお、回転方向のずれを検出するためには、例えば、図２の位置合せパターン 28 を用い、あらかじめ登録されたパターンと撮像ヘッド部 10 で撮像した画像とのマッチング処理によってパターン認識により位置合せパターン 28 の位置座標を求め、次に、撮像ヘッド部 10 を移動させて、同様のパターン認識により、位置合せパターン 29 の位置座標を求めて、理想的な試料搭載位置との違いを検出して求める。 In order to detect the shift in the rotation direction, for example, the alignment pattern 28 shown in FIG. 2 is used, and the alignment pattern is recognized by pattern recognition by matching the pattern registered in advance with the image captured by the imaging head unit 10. The position coordinates of 28 are obtained, then the imaging head unit 10 is moved, the position coordinates of the alignment pattern 29 are obtained by the same pattern recognition, and the difference from the ideal sample mounting position is detected and obtained. .
このずれ量△X 22 及びずれ量△Y 23 は、以下式（1) 及び式(2) によって求めることができる。ここで、YP1-P2 は、測定座標 P1 と測定座標 P2 の間の距離 26 である。
△X ＝ YP1-P2× sin θ‥‥‥式(1)
△Y ＝ YP1-P2×（ 1 − cos θ）‥‥‥式(2)
The deviation amount ΔX 22 and the deviation amount ΔY 23 can be obtained by the following equations (1) and (2). Here, Y P1-P2 is the distance 26 between the measurement coordinates P1 and the measurement coordinates P2.
△ X = Y P1-P2 × sin θ ............ Formula (1)
△ Y = Y P1-P2 × (1-cos θ) ··· Equation (2)
図２において、実線枠 25 のように被測定対象物 103 の搭載位置がずれていた場合、撮像ヘッド部 10 の測定座標 P1 の試料台 102 上の位置 19 と撮像ヘッド部 11 の測定座標 P2 の試料台 102 上の位置 21 は、本来理想的な被測定対象物の搭載位置で、X 軸上の座標が一致しなければならないのに、実際に測定すべき正しい位置座標 P2 の位置 20 は、量△X 22 ずれ、更に Y 軸上でも量△Y 23 ずれている。
このようにずれていると、撮像ヘッド部それぞれの視野（観察視野）の範囲（各ポイント P1 、P2 、P2′を囲んでいる方形の枠）内に、ずれた測定ポイントが入らないため位置補正が必要となってくる。この現象は、顕微鏡の拡大倍率が大きいほど顕著になってくる。
In FIG. 2, when the mounting position of the measurement target object 103 is shifted as indicated by the solid line frame 25, the position 19 of the measurement coordinate P1 of the imaging head unit 10 on the sample table 102 and the measurement coordinate P2 of the imaging head unit 11 The position 21 on the sample stage 102 is the ideal ideal mounting position of the object to be measured, and the coordinates on the X axis must match, but the position 20 of the correct position coordinate P2 to be actually measured is The amount △ X 22 is shifted, and the amount △ Y 23 is also shifted on the Y axis.
If it is shifted in this way, the position of the image sensor is corrected because the shifted measurement point does not fall within the field of view (viewing field) of each imaging head (the square frame surrounding each point P1, P2, P2 '). Will be needed. This phenomenon becomes more prominent as the magnification of the microscope increases.
撮像ヘッド部 10 の測定座標 P1 の位置 19 を基準とすると、正しい測定位置 21 に撮像ヘッド部 11 を移動するためには、量△X 22 と量△Y 23 移動しなければならない。ここで、量△X 22 の補正移動を行なうためには、撮像ヘッド部 10 と、撮像ヘッド部 11 を個別に移動させるための駆動軸が必要となる。即ち、本発明の△X1 軸 8 と△X2 軸 9 とが必要となる。 When the position 19 of the measurement coordinate P1 of the imaging head unit 10 is used as a reference, in order to move the imaging head unit 11 to the correct measurement position 21, the amount ΔX 22 and the amount ΔY 23 must be moved. Here, in order to perform the correction movement of the amount ΔX 22, the imaging head unit 10 and a drive shaft for individually moving the imaging head unit 11 are required. That is, the ΔX1 axis 8 and the ΔX2 axis 9 of the present invention are required.
例えば、△X2 軸 9 によって撮像ヘッド部 11 だけを X 軸方向にわずかに移動させ、また、△X1 軸 8 によって撮像ヘッド部 10 だけを X 軸方向にわずかに移動させることにより、または個々に、少なくとも撮像ヘッド部10 または撮像ヘッド部 11 のいずれか１つを移動させることによって、撮像ヘッド部 10 と撮像ヘッド部 11 の測定ポイントを X 軸上で一致させるように補正することができる。 For example, only the imaging head unit 11 is slightly moved in the X-axis direction by the △ X2 axis 9 and only the imaging head unit 10 is slightly moved in the X-axis direction by the △ X1 axis 8 or individually. By moving at least one of the imaging head unit 10 and the imaging head unit 11, the measurement points of the imaging head unit 10 and the imaging head unit 11 can be corrected so as to coincide on the X axis.
なお、Y 軸方向も、撮像ヘッド部10 または撮像ヘッド部 11 の少なくとも一方を Y1 軸 のガイド 4 または Y2 軸 のガイド 5 によって、個々に、移動させることによって、更に精度良く補正することができる。 The Y-axis direction can also be corrected with higher accuracy by moving at least one of the imaging head unit 10 or the imaging head unit 11 individually by the guide 4 of the Y1 axis or the guide 5 of the Y2 axis.
なお、撮像ヘッド部の数は上記実施例では、２台であるが複数台であれば何台でも良い。
また、上記実施例では、透過照明による測定または検査であったが、反射照明による測定または検査だけの線幅測定装置であるなら、透過照明は不要であるし、もちろん撮像ヘッド部との移動に対する連動も不要である。
The number of imaging head units is two in the above embodiment, but any number may be used as long as there are a plurality of imaging head units.
In the above-described embodiment, the measurement or inspection is performed using the transmitted illumination. However, if the line width measuring device is only used for the measurement or inspection using the reflected illumination, the transmitted illumination is not necessary. Interlocking is also unnecessary.
上記図１では、線幅測定装置において、発明にかかる構成のみを説明したが、例えば、撮像ヘッド部からは、被測定対象物の所定部分の画像を取得して、画像処理部以降に出力し測定または検査するユニットが必要である。また、透過照明には、光源が付属しなければならないし、位置補正等のために、それぞれのガイドや軸を移動させるための機構部分、等、線幅測定装置において必要な構成すべてを記載していない。例えば、以下の図３で説明するような構成が少なくとも必要である。 In FIG. 1, only the configuration according to the invention has been described in the line width measuring apparatus. However, for example, an image of a predetermined portion of the measurement target object is acquired from the imaging head unit and output after the image processing unit. A unit to measure or inspect is needed. In addition, a light source must be attached to the transmitted illumination, and all necessary components in the line width measuring device, such as a mechanism part for moving each guide and shaft for position correction, etc. are described. Not. For example, at least the configuration described in FIG. 3 below is necessary.
図３は、線幅測定装置の略構成を示すブロック図である。
図３において、508 は観察用カラーカメラユニット、測定カメラユニット、電動レボルバユニット、及びレーザーオートフォーカスユニット等からなる撮像ヘッド部、509 は試料台、510 は位置補正部、512 はエアー除振台、513 は照明用電源、514 はカラーモニタ、515 は測定用モニタ、516 は測定結果表示用モニタ、517 はビデオプリンタ、518 は画像処理 PC（ Personal Computer ）、519 は制御 PC 、520 はステージ制御部、521 は透過照明用電源、522 は透過照明ヘッド部である。また、501 は、撮像ヘッド部 508 、試料台 509 、位置補正部 510 、エアー除振台 512 、照明用電源 513 、ステージ制御部 520 、透過照明用電源 521 、透過照明ヘッド部 522 で構成されている測定部である。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the line width measuring apparatus.
In FIG. 3, reference numeral 508 denotes an imaging head unit including an observation color camera unit, a measurement camera unit, an electric revolver unit, a laser autofocus unit, 509 is a sample stage, 510 is a position correction unit, 512 is an air vibration isolation table, 513 is an illumination power supply, 514 is a color monitor, 515 is a measurement monitor, 516 is a measurement result display monitor, 517 is a video printer, 518 is an image processing PC (Personal Computer), 519 is a control PC, and 520 is a stage controller. , 521 is a transmission illumination power source, and 522 is a transmission illumination head. Reference numeral 501 includes an imaging head unit 508, a sample stage 509, a position correction unit 510, an air vibration isolation table 512, an illumination power source 513, a stage control unit 520, a transmission illumination power source 521, and a transmission illumination head unit 522. It is a measuring part.
図３において、撮像ヘッド部 508 の観察用カラーカメラで撮られた画像はカラーモニタ 514 に表示され、測定カメラで撮られた画像は測定用モニタ 515 に表示される。
測定装置は、外部ホスト（ HOST ）または制御 PC 519 の指令により測定を開始する。測定は、予め設定されたレシピに基づいて、自動またはマニュアル動作で開始され、測定結果は測定結果表示用モニタ 516 に表示され、かつ測定結果は例えば制御 PC 519 内の HD（ Hard Disk ）等の磁気ディスクの所定のエリアに書込まれる。また、それらの測定結果データは、外部ホストの要求により、外部ホストに配信される。
なお、エアー除振台 512 によって、外部の振動が試料台 509 に伝わらないようにしている。
In FIG. 3, an image taken with the observation color camera of the imaging head unit 508 is displayed on the color monitor 514, and an image taken with the measurement camera is displayed on the measurement monitor 515.
The measuring device starts measurement in response to a command from the external host (HOST) or control PC 519. The measurement is started automatically or manually based on a preset recipe, the measurement result is displayed on the measurement result display monitor 516, and the measurement result is, for example, HD (Hard Disk) in the control PC 519. Written in a predetermined area of the magnetic disk. Further, the measurement result data is distributed to the external host in response to a request from the external host.
The air vibration isolation table 512 prevents external vibrations from being transmitted to the sample table 509.
画像処理 PC 518 は、撮像ヘッド部 508 から入力された画像を解析して、被測定対象物 103 中に予め設定された所定のパターンを認識してその位置座標を取得し、補正量を求める。
求めた補正量の情報を制御 PC 519 に出力し、制御 PC 519は、ステージ制御部 520 を補正量の情報に基づいて制御指示信号をする。ステージ制御部 520 は、入力された制御指示信号に対応する制御信号を位置補正部 510 に与え、位置補正を行う。
このようにして位置補正を行いながら、測定または検査を行う。
The image processing PC 518 analyzes the image input from the imaging head unit 508, recognizes a predetermined pattern set in advance in the measurement target object 103, acquires its position coordinates, and obtains a correction amount.
The obtained correction amount information is output to the control PC 519, and the control PC 519 gives a control instruction signal to the stage control unit 520 based on the correction amount information. The stage control unit 520 gives a control signal corresponding to the input control instruction signal to the position correction unit 510 to perform position correction.
Measurement or inspection is performed while correcting the position in this way.
なお、LCD 基板の寸法（単位：mm ）は、横寸法 X ×縦寸法 Y が、例えば、1850 × 1500 、または 2250 × 1950 等で、厚みは 0.5 〜 0.7 程度である。例えば、被測定対象物を試料台上に搬送ロボット等によって搬入したときの位置ずれ量を± 5 〜 10 mm 程度と予測した場合、補正量の最大を± 10 mm に設定する。即ち、△X1 軸のガイド 8 と△X2 軸のガイド 9 のストロークを± 10 mm に設定すればよい。
なお、Y 軸方向のずれの補正は、前述のように、Y1 軸 のガイド 4 または Y2 軸 のガイド 5 で実行しても良い。
また更に、X 軸方向、Y 方向、及び回転（θ）方向に微調できるマニュプレータを用い、制御 PC 519 によって補正することでも良い。
The dimensions (unit: mm) of the LCD substrate are, for example, 1850 × 1500 or 2250 × 1950 in the horizontal dimension X × vertical dimension Y, and the thickness is about 0.5 to 0.7. For example, when it is predicted that the amount of positional deviation when the object to be measured is carried on the sample stage by a transfer robot or the like is about ± 5 to 10 mm, the maximum correction amount is set to ± 10 mm. That is, the stroke of the guide 8 on the △ X1 axis and the guide 9 on the △ X2 axis should be set to ± 10 mm.
As described above, the correction of the deviation in the Y-axis direction may be executed by the guide 4 on the Y1 axis or the guide 5 on the Y2 axis.
Further, a manipulator that can be finely adjusted in the X-axis direction, the Y-direction, and the rotation (θ) direction may be used, and correction may be performed by the control PC 519.
以上のように、本発明によれば、従来のクランプ機構（エアーシリンダ等による押しつけ機構）を用いて、機械的に被測定対象物の搭載位置を強制的に動かす方式にて問題となった、被測定対象物の大型化、静電気等の影響により、実際に試料を動かすことができない点。また、搭載位置のずれを画像認識で測定し補正する方法を用いた場合においても、マルチ撮像ヘッド化により生じるヘッド間の位置ずれで効率良く、測定を実施できない問題（本来、X 軸方向の座標を同じにする２点を、例えば２台の撮像ヘッド部で測定する場合、１回の X 軸方向の位置決め動作で同時画像取込し処理を行なうことが効率的であり、マルチ撮像ヘッド化の目的である。しかしながら、試料の搭載位置ずれに回転成分を含むことにより、量△X の位置ずれが生じ、大型の試料では特に、実質上、１回の X 方向位置決め動作では検出処理を行なうことができない。）を、△X 軸機構を設けること、また、この機構を量△X 分の位置補正用として制御することにより解決する。 As described above, according to the present invention, using a conventional clamping mechanism (pressing mechanism using an air cylinder or the like), there is a problem in a method of mechanically moving the mounting position of the object to be measured. The sample cannot be actually moved due to the increase in the size of the object to be measured and the influence of static electricity. In addition, even when using a method of measuring and correcting the displacement of the mounting position by image recognition, there is a problem that the measurement cannot be performed efficiently due to the displacement between the heads caused by the multi-imaging head (originally the coordinate in the X-axis direction). For example, when measuring two points with the same image using two imaging heads, it is efficient to perform simultaneous image capture processing with a single positioning operation in the X-axis direction. However, if the sample mounting position shift includes a rotational component, the amount ΔX shifts, and the detection process is practically performed in one X-direction positioning operation, especially for large samples. This problem can be solved by providing a ΔX axis mechanism and controlling this mechanism for position correction by an amount ΔX.
図４〜図１５は、本発明における各軸の動作シーケンスの一実施例を示すフローチャートを示す図である。
本発明の一実施例の位置決め動作のフローチャートは、大きく分けて４つの処理シーケンス（手順）から成っている。即ち、処理全体を司る主シーケンス部、主シーケンス部からの指示によって撮像ヘッド部 10 が撮像した画像を解析する第１の画像解析シーケンス部、主シーケンス部からの指示によって撮像ヘッド部 11 が撮像した画像を解析する第２の画像解析シーケンス部、主シーケンス部からの指示によって、線幅測定装置の測定部 501（図３に示す構成でいうと、撮像ヘッド部 508 、試料台 509 、位置補正部 510 、エアー除振台 512 、照明用電源 513 、ステージ制御部 520 、透過照明用電源 521 、及び、透過照明ヘッド部 522 から成る。）を制御するステージシーケンス部から成っている。
また、図３で示すと、主シーケンス部は制御用 PC 519 内で処理され、第１の画像解析シーケンス部と第２の画像解析シーケンス部は制御用 PC 519 からの指示を受けて画像処理 PC 518 で処理される。更に、測定部 501 の動作は、制御用 PC 519 からの指示を受けてステージ制御部 520 で処理される。
4 to 15 are flowcharts showing an embodiment of the operation sequence of each axis in the present invention.
The flowchart of the positioning operation of the embodiment of the present invention is roughly divided into four processing sequences (procedures). That is, the main sequence unit that controls the entire process, the first image analysis sequence unit that analyzes the image captured by the imaging head unit 10 according to the instruction from the main sequence unit, and the imaging head unit 11 captured according to the instruction from the main sequence unit According to an instruction from the second image analysis sequence unit that analyzes the image and the main sequence unit, the measurement unit 501 of the line width measurement apparatus (in the configuration shown in FIG. 3, the imaging head unit 508, the sample stage 509, the position correction unit 510, an air vibration isolator 512, an illumination power source 513, a stage control unit 520, a transmission illumination power source 521, and a transmission illumination head unit 522).
Further, as shown in FIG. 3, the main sequence unit is processed in the control PC 519, and the first image analysis sequence unit and the second image analysis sequence unit receive an instruction from the control PC 519 and receive the image processing PC. Processed with 518. Further, the operation of the measurement unit 501 is processed by the stage control unit 520 in response to an instruction from the control PC 519.
図４、図７、及び図１２は、本発明の位置決め動作のシーケンスの中心処理動作を示すフローチャートで制御用 PC 519 での主処理動作シーケンスを示す。また、図５〜図６、図８〜図１１、及び図１３〜図１５は、図４、図７、及び図１２の主処理動作シーケンスからの指令に基づいて、各ヘッド毎の画像処理、線幅測定装置のステージ部それぞれの制御を行い、結果情報を主処理動作シーケンスに返す処理動作シーケンスを示すフローチャートを示す。
例えば、図５、図８、及び図１３は、撮像ヘッド部 10 が撮った画像（ Image 1 ）を処理する画像 1 処理動作シーケンスのフローチャートを示し、図５、図９、及び図１４は、撮像ヘッド部11 が撮った画像（ Image 2 ）を処理する画像 2 処理動作シーケンスのフローチャートを示す。また、図６、図１０、図１１、及び図１５は、測定部 501 の所要の構成部に対し、主処理動作シーケンスからの指令を受けて処理する測定部処理シーケンスを示す。
4, 7, and 12 are flowcharts showing the central processing operation of the positioning operation sequence of the present invention, and show the main processing operation sequence in the control PC 519. 5 to 6, FIG. 8 to FIG. 11, and FIG. 13 to FIG. 15 show image processing for each head based on commands from the main processing operation sequences of FIG. 4, FIG. 7, and FIG. 5 is a flowchart showing a processing operation sequence for controlling each stage unit of the line width measuring apparatus and returning result information to the main processing operation sequence.
For example, FIG. 5, FIG. 8, and FIG. 13 show flowcharts of an image 1 processing operation sequence for processing an image (Image 1) taken by the imaging head unit 10, and FIG. 5, FIG. 9, and FIG. A flowchart of an image 2 processing operation sequence for processing an image (Image 2) taken by the head unit 11 is shown. 6, FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 15 show a measurement unit processing sequence for processing a required component of the measurement unit 501 in response to a command from the main processing operation sequence.
図４における Interlock signal とは、非常停止命令で、例えば、装置を設置している室内に作業者等が入る場合に、ドアが開いたことを検知して発生する。また、作業者が装置の停止ボタンを押した場合等である。この Interlock signal が入力された場合、 Interlock 有無判定処理を行い、Interlock signal の入力があれば、Error 処理として、装置の動作を停止する。この Interlock signal の入力と Interlock 有無判定処理は、図に表示する必要上、図４のこのシーケンスとして示したが、主処理動作シーケンス中のどのシーケンス中であっても Interlock signal が入力された場合に処理動作が実行される。 The Interlock signal in FIG. 4 is an emergency stop command, and is generated when, for example, an operator or the like enters the room in which the apparatus is installed, and detects that the door is opened. Another example is when the operator presses the stop button of the apparatus. When this Interlock signal is input, Interlock presence / absence determination processing is performed. If the Interlock signal is input, the operation of the apparatus is stopped as Error processing. This Interlock signal input and Interlock presence / absence judgment processing is shown as this sequence in FIG. 4 because it needs to be displayed in the figure. However, when Interlock signal is input in any sequence in the main processing operation sequence, Processing operations are performed.
また、図５の Image PC HDD には、撮像ヘッド部が撮像した画像が格納されており、主処理動作シーケンスからのアドレス等の指定によって、所望の画像が取込まれ、画像 1 または 2 の処理動作シーケンスで使用される。また、その処理結果が格納される。
また、図６の補正テーブルには、真直度等、装置の機械的誤差を補正するための補正データが格納されており、位置座標等の補正に使用される。
また、図８〜図１１と図１３〜図１５のシーケンス中のレーザオートフォーカス処理（ Laser AF ）や測定オートフォーカス処理（測定 AF ）は、図３には図示していないが、周知の技術を用いる（例えば、特開２００５−９８９７０号公報、特開平７−１７０１３号公報参照。）。
In addition, the image PC HDD in FIG. 5 stores an image captured by the imaging head unit, and a desired image is captured by specifying an address from the main processing operation sequence, and processing of image 1 or 2 is performed. Used in the operation sequence. In addition, the processing result is stored.
The correction table in FIG. 6 stores correction data for correcting mechanical errors of the apparatus such as straightness, and is used for correcting position coordinates and the like.
The laser autofocus process (Laser AF) and the measurement autofocus process (Measurement AF) in the sequences of FIGS. 8 to 11 and FIGS. 13 to 15 are not shown in FIG. Used (see, for example, JP-A-2005-98970 and JP-A-7-17013).
次に、図１６と図２によって、本発明の試料（被測定対象物）の搭載時の回転方向へのずれに対する撮像ヘッド部の位置補正の処理の一実施例を説明する。図１６は、本発明の動作シーケンスの一実施例を示すフローチャートである。
図２に示すように、理想的な搭載位置（破線枠24 ）と比べて分かるように、試料台 102 上に搭載された被測定対象物（実線枠 25 ）が回転方向にずれた場合の位置補正の処理動作を説明する。
Next, with reference to FIG. 16 and FIG. 2, an embodiment of the process of correcting the position of the imaging head unit with respect to the shift in the rotation direction when the sample (object to be measured) of the present invention is mounted will be described. FIG. 16 is a flowchart showing an embodiment of the operation sequence of the present invention.
As shown in FIG. 2, the position when the object to be measured (solid line frame 25) mounted on the sample stage 102 deviates in the rotation direction, as can be seen from the ideal mounting position (dashed line frame 24). The correction processing operation will be described.
まず、図２において、補正すべき回転方向のずれによって生じる X 方向のずれ量 △X と Y 方向のずれ量 △Y は、前述したような式(1) 及び式(2) によって算出される。
この算出したずれ量 △X 22 とずれ量 △Y 23 を用いて、図１６に示すシーケンスによって位置補正を行う。
First, in FIG. 2, the deviation amount ΔX in the X direction caused by the deviation in the rotational direction to be corrected and the deviation amount ΔY in the Y direction are calculated by the above-described equations (1) and (2).
Using the calculated deviation amount ΔX 22 and deviation amount ΔY 23, position correction is performed according to the sequence shown in FIG.
図１６において、測定位置座標データ 301 が図４の Main PC HDD から出力され、アライメント補正量データ 302 が図３の画像処理 PC 518 は、撮像ヘッド部 508 から入力された画像を解析して、被測定対象物 103 中に予め設定された所定のパターンを認識してその位置座標を取得して求められる。
これらのデータから、X 軸の移動量（ X1 + XAL_offset）、Y1 軸の移動量（ Y1 + YAL_offset）、Y2 軸の移動量（ Y2 + YAL_offset + YAL_angle）、及び△X2 軸の移動量（ X2 − X1 + YAL_offset+ YAL_angle）が制御用 PC 519 からステージ制御部 520 に送出され、各軸が移動する（ステージ移動 303 ）。
これによって、撮像ヘッド部 10 と 11 の視野（観察視野）範囲内にそれぞれの測定ポイント P1 と P2 とが映し出される。
In FIG. 16, measurement position coordinate data 301 is output from the Main PC HDD in FIG. 4, and image processing PC 518 in FIG. 3 is used as the alignment correction amount data 302 to analyze the image input from the imaging head unit 508 and It is obtained by recognizing a predetermined pattern preset in the measurement object 103 and acquiring its position coordinates.
From these data, the X axis travel (X1 + X AL_offset ), Y1 travel (Y1 + Y AL_offset ), Y2 travel (Y2 + Y AL_offset + Y AL_angle ), and △ X2 travel A quantity (X2−X1 + YAL_offset + YAL_angle ) is sent from the control PC 519 to the stage controller 520, and each axis moves (stage movement 303).
As a result, the respective measurement points P1 and P2 are projected within the field of view (observation field of view) of the imaging head units 10 and 11.
次に、画像処理 PC 518 で撮像ヘッド部 10 が取得した画像 1 の一部とあらかじめ登録されているパターンとのパターンマッチング位置検出処理を行い（検出処理304 ）、測定対象を視野（観察視野）範囲の中心へ移動させるための補正量を算出し、Y1 軸の移動量と△X1 軸の移動量を制御用 PC 519 を介してステージ制御部 520 に送出する（処理 305 ）。
同様に、画像処理 PC 518 で撮像ヘッド部 11 が取得した画像 2 の一部とあらかじめ登録されているパターンとのパターンマッチング位置検出処理を行い（検出処理 306 ）、測定対象を視野範囲の中心へ移動させるための補正量を算出し、Y2 軸の移動量と△X2 軸の移動量を制御用 PC 519 を介してステージ制御部 520 に送出する（処理 307 ）。
Next, the image processing PC 518 performs pattern matching position detection processing between a part of the image 1 acquired by the imaging head unit 10 and a pre-registered pattern (detection processing 304), and the measurement target is a visual field (observation visual field). The correction amount for moving to the center of the range is calculated, and the movement amount of the Y1 axis and the movement amount of the ΔX1 axis are sent to the stage control unit 520 via the control PC 519 (processing 305).
Similarly, the image processing PC 518 performs pattern matching position detection processing between a part of the image 2 acquired by the imaging head unit 11 and a pre-registered pattern (detection processing 306), and moves the measurement target to the center of the visual field range. A correction amount for movement is calculated, and the movement amount of the Y2 axis and the movement amount of the ΔX2 axis are sent to the stage control unit 520 via the control PC 519 (processing 307).
ステージ制御部 520 は、上記の移動の指示を受けて、X 軸固定のまま、Y1 軸、△X1 軸、Y2 軸、及び△X2 軸を移動させ、その後、それぞれの撮像ヘッド部 10 と 11 によって画像を取得して、線幅測定処理 309 と 310 とを実行する。
現在の測定ポイント P1 、P2 を中心とした視野（観察視野）範囲内での線幅測定処理を終了すると、次の測定ポイントの測定位置座標データ 301 を図４の Main PC HDD から出力し、次の測定ポイントに移動する。即ち、図１６の動作を繰り返す。
In response to the above movement instruction, the stage control unit 520 moves the Y1, △ X1, Y2, and △ X2 axes while keeping the X axis fixed, and then the imaging head units 10 and 11 respectively. An image is acquired, and line width measurement processes 309 and 310 are executed.
When the line width measurement process within the field of view (observation field of view) centering on the current measurement points P1 and P2 is completed, the measurement position coordinate data 301 of the next measurement point is output from the Main PC HDD in FIG. Move to the measurement point. That is, the operation of FIG. 16 is repeated.
以上のようにして、複数の撮像ヘッド部を測定ポイントに移動させる場合に、被測定対象物が試料台に搭載された時の回転を補正するために、複数の撮像ヘッド部の移動に必要な軸の数及び手順を最小限にできるのでタクトタイムを短縮できる。
なお、上記実施例では、測定ポイントの移動の都度、△X2 軸の位置補正を実行しているが、１つの被測定対象物上の多数個取り製品のそれぞれの製作位置精度が良ければ、１度△X2 軸の位置補正を実行すれば、測定ポイントの移動毎に△X2 軸の位置補正を行わなくても良い。
As described above, when moving a plurality of imaging head units to the measurement point, it is necessary to move the plurality of imaging head units in order to correct the rotation when the object to be measured is mounted on the sample stage. Since the number of axes and the procedure can be minimized, the tact time can be shortened.
In the above embodiment, the position correction of the ΔX2 axis is executed each time the measurement point is moved. However, if the production position accuracy of each multi-piece product on one object to be measured is good, If the ΔX2 axis position correction is performed, the ΔX2 axis position correction need not be performed each time the measurement point is moved.
次に、本発明の第２の実施例について説明する。上述のマルチ撮像ヘッド方式の場合では、試料の搭載ずれを補正するためのアライメント処理を特定の１つのヘッドだけで行なっていた。即ち、複数の撮像ヘッド間の機械的位置ずれについて、それほど測定精度が要求されていない場合に使用するものであったため、複数の撮像ヘッド間の機械的位置ずれの補正をしていなかった。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the case of the above-described multi-imaging head system, the alignment process for correcting the mounting error of the sample is performed with only one specific head. That is, since the mechanical positional deviation between the plurality of imaging heads is used when the measurement accuracy is not so required, the mechanical positional deviation between the plurality of imaging heads is not corrected.
このため、アライメント処理有する時間がシングル撮像ヘッドの装置の時に比べて長かった。さらに、シングル撮像ヘッドの装置では、通常アライメントマークをガラス基板の対角に配置し、アライメントマーク間の距離を長く取ることで、アライメント処理の精度向上を行なっているが、マルチ撮像ヘッド装置で同様の処理を実施することを実現するためには、アライメントを実施する以外の撮像ヘッドを退避するための動作距離（退避エリア）を確保するなど、装置が大型化していた。 For this reason, the time for the alignment process is longer than that of the single imaging head apparatus. Furthermore, in a single imaging head device, alignment accuracy is usually improved by arranging alignment marks diagonally on the glass substrate and increasing the distance between the alignment marks. In order to realize the above processing, the apparatus has been increased in size, such as securing an operating distance (retreat area) for retracting the imaging head other than performing the alignment.
本発明の第２の実施例を実行することによって上記のような問題を解決する。
本発明を用いた実施例を、図１と図１７により説明する。図１７は、本発明の他の実施例の２ヘッド方式の LCD 線幅測定装置の搭載ずれによって発生する位置エラーと補正を説明する図である。
The above-described problem is solved by executing the second embodiment of the present invention.
An embodiment using the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a diagram for explaining a position error and correction caused by mounting displacement of a two-head type LCD line width measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
図１７は、図２の試料の搭載ずれによって発生する位置エラーと補正を説明するための図を使って、更に、撮像ヘッド間に生じる位置誤差を説明するための図である。ただし、説明に不要で、図面上煩雑になる箇所は省略している。また、図２と同じ要素には同じ符号番号を付している。216 は基準となる撮像ヘッド 10 の Y 軸方向への移動の軌道を示し、217 は他方の撮像ヘッド 11 の Y 軸方向への移動の軌道を示す。19 はマルチ撮像ヘッド部のうち位置制御上の基準となる撮像ヘッド部 10 の測定座標 P1（測定ポイント）の位置である。基準となる撮像ヘッド 10 の Y 軸方向への移動の軌道 216 上に存在する。20 は撮像ヘッド部 11 が実際に測定すべき位置座標 P2 の位置で、当然、基準となる撮像ヘッド 10 の Y 軸方向への移動の軌道 216 上に存在する。20′は、撮像ヘッド 10 が測定座標 P1 にあるときの、測定座標 P2 にあるべき撮像ヘッド 11 の実際の位置座標（測定座標 P2′）で、撮像ヘッド 11 の Y 軸方向への移動の軌道 217 上に存在する。なお、ここで、各ポイント P1 、P2 、P2′を囲んでいる方形の枠は、それぞれのポイントを中心にして撮像された時の視野（観察視野）範囲を模式的に示している。 FIG. 17 is a diagram for explaining the position error generated between the imaging heads, using the diagram for explaining the position error and the correction caused by the sample mounting deviation in FIG. However, parts that are unnecessary for the description and are complicated in the drawing are omitted. In addition, the same elements as those in FIG. Reference numeral 216 indicates a trajectory of movement of the reference imaging head 10 in the Y-axis direction, and reference numeral 217 indicates a trajectory of movement of the other imaging head 11 in the Y-axis direction. Reference numeral 19 denotes the position of the measurement coordinate P1 (measurement point) of the imaging head unit 10 that serves as a reference for position control in the multi-imaging head unit. It exists on the trajectory 216 of the reference imaging head 10 moving in the Y-axis direction. Reference numeral 20 denotes a position of the position coordinate P2 that the imaging head unit 11 should actually measure, which naturally exists on the trajectory 216 of the movement of the imaging head 10 serving as a reference in the Y-axis direction. 20 ′ is the actual position coordinate (measurement coordinate P2 ′) of the imaging head 11 that should be at the measurement coordinate P2 when the imaging head 10 is at the measurement coordinate P1, and the trajectory of the movement of the imaging head 11 in the Y-axis direction. 217 Exists on. Here, a rectangular frame surrounding each of the points P1, P2, and P2 ′ schematically shows a field of view (observation field of view) when the image is picked up around each point.
理想的には、撮像ヘッド 11 の実際の位置座標20′と位置座標 20 とが同一であるのが良いが、撮像ヘッド 10 と撮像ヘッド 11 の間の電気的または機械的位置ずれのいずれか１つにより誤差が生じ、図２２に示すように、△X′22′が X 軸方向、△Y′23′が Y軸方向の誤差となる。 Ideally, the actual position coordinate 20 ′ and the position coordinate 20 of the imaging head 11 should be the same, but either an electrical or mechanical misalignment between the imaging head 10 and the imaging head 11 is possible. As shown in FIG. 22, ΔX′22 ′ is an error in the X axis direction and ΔY′23 ′ is an error in the Y axis direction, as shown in FIG.
この誤差を本発明の第２の実施例で示すように補正する。
この場合、測定して、補正する値は、図１７に示す△X 22′と△Y 23′である（これを以後、撮像ヘッド間のオフセットと称す）。
This error is corrected as shown in the second embodiment of the present invention.
In this case, the values to be measured and corrected are ΔX 22 ′ and ΔY 23 ′ shown in FIG. 17 (hereinafter referred to as an offset between the imaging heads).
この撮像ヘッド間オフセットは、図１７で示すように撮像ヘッド 10 と撮像ヘッド 11 をそれぞれ位置座標 P2 に移動したときに生じる位置誤差であって、同じ対象物を撮像したときにそれぞれのヘッドが示した座標の式(3) と式(4) で表される。 This inter-imaging head offset is a position error that occurs when the imaging head 10 and the imaging head 11 are moved to the position coordinate P2 as shown in FIG. 17, and each head shows when the same object is imaged. It is expressed by the equations (3) and (4).
即ち、撮像ヘッド 10 が P2 の位置に移動した時の位置座標をb1 、撮像ヘッド 11 が P2 の位置に移動した時の位置座標を b2 としたとき、撮像ヘッド 10 と 11 間のオフセット（ X 軸方向のオフセットは△X′＝△X 22′、Y 軸方向のオフセットは△Y′＝△Y 23′とすると）
△X′＝ b2x − b1x ‥‥‥式(3)
△Y′＝ b2y − b1y ‥‥‥式(4)
That is, when the position coordinate when the imaging head 10 moves to the position P2 is b1, and the position coordinate when the imaging head 11 moves to the position P2 is b2, the offset between the imaging heads 10 and 11 (X axis (The offset in the direction is △ X '= △ X 22', and the offset in the Y-axis direction is △ Y '= △ Y 23')
△ X ′ ＝ b2x − b1x ………… Formula (3)
△ Y ′ ＝ b2y − b1y ............ Formula (4)
このとき、位置決め移動は、撮像ヘッド 10 を測定ポイント P2 に移動させようとした場合には、位置座標 b（ bx ，by ）に移動する。しかし、実際には、撮像ヘッド 11 を移動させることから、撮像ヘッド11 は、測定ポイント P2′に移動する。
このため、位置座標（ bx −△x ，by −△y ）に移動していることになる。
従って、撮像ヘッド 11 を測定ポイント P2 に移動させるための補正値（△x ，△y ）を加えて、撮像ヘッド 11 を位置座標（ bx ＋△x ，by ＋△y ）に移動させる。これにより、撮像ヘッド 11 は、測定ポイント P2 に移動することができる。
At this time, the positioning movement moves to the position coordinate b (bx, by) when the imaging head 10 is to be moved to the measurement point P2. However, since the imaging head 11 is actually moved, the imaging head 11 moves to the measurement point P2 ′.
For this reason, it has moved to the position coordinates (bx−Δx, by−Δy).
Accordingly, correction values (Δx, Δy) for moving the imaging head 11 to the measurement point P2 are added, and the imaging head 11 is moved to the position coordinates (bx + Δx, by + Δy). As a result, the imaging head 11 can move to the measurement point P2.
以上により、図１７による実施例では、測定座標を管理するレシピでは撮像ヘッドを意識することなく単一の座標系で管理を行なうことができる。
このように、アライメント処理を行なう際に撮像ヘッド 11 で求められる座標 n（ xn ，yn ）に（−△x 、−△y ）を加えることで、２つの撮像ヘッドを用いてアライメント処理を行なうことを可能にする。即ち、（ xn −△x ，yn −△y ）が撮像ヘッド 11 の補正された移動位置である。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 17, the recipe for managing the measurement coordinates can be managed in a single coordinate system without being aware of the imaging head.
As described above, the alignment processing is performed using two imaging heads by adding (−Δx, −Δy) to the coordinates n (xn, yn) obtained by the imaging head 11 when performing the alignment processing. Enable. That is, (xn−Δx, yn−Δy) is the corrected movement position of the imaging head 11.
また例えば、本発明では、基準とする撮像ヘッド以外に対する命令が、移動の場合は目標位置座標に（＋△x ，＋△y ）を加え、座標の読み込みの場合には逆に、（−△x 、−△y ）と減算する。 Further, for example, in the present invention, when a command for a part other than the reference imaging head is moved, (+ Δx, + Δy) is added to the target position coordinates, and when the coordinates are read, (−Δ x, −Δy).
更に、本発明では、撮像ヘッド間オフセットを求めるにあたり、２つの撮像ヘッドで測定可能な測定座標を登録する機能と、画像のパターンを登録する機能と、この登録したパターンのパターンマッチング処理によりパターンの位置ずれを検出する機能を有し、基準となる撮像ヘッド 10 で、登録したパターンを検出した位置（座標）に撮像ヘッド 11 を移動する機能を有し、そこで、登録したパターンの位置ずれ検出を自動で行い、位置ずれ量を撮像ヘッド間のオフセット（△X′，△Y′）として自動登録する機能を実現する。 Furthermore, in the present invention, in obtaining the offset between the imaging heads, the function of registering measurement coordinates measurable by the two imaging heads, the function of registering the pattern of the image, and the pattern matching processing of the registered pattern, It has a function to detect misregistration, and it has a function to move the imaging head 11 to the position (coordinates) where the registered pattern is detected by the imaging head 10 as a reference. A function for automatically registering the amount of displacement as an offset (ΔX ′, ΔY ′) between imaging heads is realized.
上述した実施例のように、従来のマルチ撮像ヘッド装置において、撮像ヘッド間に生じる位置誤差すなわち、機械組立の誤差により発生する、同じ試料の同じポイントを違う撮像ヘッドで観察したときに示す座標の違いを、予め測定し、その測定結果をステージの位置移動を行う際にオフセット値として管理することで、測定位置を管理するレシピを作成する際に、撮像ヘッドの違いを意識する必要が無くすことができ、更に、複数の撮像ヘッドの移動軸方向と直交する軸方向に、微動軸機構を持つことにより、この微動軸機構で、撮像ヘッド間に生じる位置誤差を補正する動作が可能になり、複数の撮像ヘッドによる同時測定が可能になる。また、撮像ヘッド間の位置補正がされることから、アライメント処理を複数の撮像ヘッドで行なうことが可能になる。 As in the above-described embodiment, in the conventional multi-imaging head device, the position error generated between the imaging heads, that is, the coordinates indicated when the same point of the same sample is observed with a different imaging head due to an error in mechanical assembly. By measuring the difference in advance and managing the measurement result as an offset value when moving the position of the stage, it is not necessary to be aware of the difference between the imaging heads when creating a recipe to manage the measurement position Furthermore, by having a fine movement axis mechanism in an axial direction orthogonal to the movement axis direction of the plurality of imaging heads, it is possible to perform an operation for correcting a position error occurring between the imaging heads with this fine movement axis mechanism. Simultaneous measurement by a plurality of imaging heads becomes possible. Further, since the position correction between the imaging heads is performed, the alignment process can be performed by a plurality of imaging heads.
いずれの効果も、マルチ撮像ヘッド測定を実現しする上での効率化に寄与する。
即ち、本発明は撮像ヘッド間に生じる位置誤差を、画像計測機能を用いて予め測定し、その測定結果をステージの位置移動を行う際にオフセット値として管理する。これにより、撮像ヘッドの違いを自動的に補正することができる。
Both effects contribute to efficiency in realizing multi-imaging head measurement.
That is, according to the present invention, a position error generated between the imaging heads is measured in advance using an image measurement function, and the measurement result is managed as an offset value when the position of the stage is moved. Thereby, the difference between the imaging heads can be automatically corrected.
1：Y 軸の梁（ビーム）、 2：X1 軸のガイド、 3：X2 軸のガイド、 4：Y1 軸のガイド、 5：Y2 軸のガイド、 6：Z1 軸のガイド、 7：Z2 軸のガイド、 8：△X1 軸のガイド、 9：△X2 軸のガイド、 10，11：撮像ヘッド部、 12：Py1 軸、 13：Py2 軸、 14：△Px1 軸、 ，15：△Px2 軸、 16，17：透過照明、 18：回転方向の位置ずれ量θ、 19，20，21，20′：位置、 22，23，23′：ずれ量、 24：破線枠、 25：実線枠、 26：測定座標間の距離、 28，29：位置合せパターン、 101：台座、 102：試料台、 103：被測定対象物、 104：透過照明ガイド、 215，216，217：移動の軌道、 508：撮像ヘッド部、 509：試料台、 510：位置補正部、 512：エアー除振台、 513：照明用電源、 514：カラーモニタ、 515：測定用モニタ、 516」測定結果表示用モニタ、 517：ビデオプリンタ、 518：画像処理 PC、 519：制御 PC 、 520：ステージ制御部、 521：透過照明用電源、 522：透過照明ヘッド部。 1: Y axis beam (beam), 2: X1 axis guide, 3: X2 axis guide, 4: Y1 axis guide, 5: Y2 axis guide, 6: Z1 axis guide, 7: Z2 axis guide Guide: 8: ΔX1 axis guide, 9: ΔX2 axis guide, 10, 11: Imaging head, 12: Py1 axis, 13: Py2 axis, 14: ΔPx1 axis, 15: ΔPx2 axis, 16 , 17: Transmitted illumination, 18: Rotational displacement amount θ, 19, 20, 21, 20 ′: Position, 22, 23, 23 ′: Displacement amount, 24: Broken line frame, 25: Solid line frame, 26: Measurement 28, 29: alignment pattern, 101: pedestal, 102: sample table, 103: object to be measured, 104: transmitted illumination guide, 215, 216, 217: movement trajectory, 508: imaging head 509: Specimen table 510: Position correction unit 512: Air vibration isolation table 513: Power supply for illumination 514: Color monitor 515: Monitor for measurement 516 “Measurement result display monitor” 517: Video pre Motor, 518: image processing PC, 519: control PC, 520: stage control unit, 521: transmission illumination light source, 522: transmitting illumination head.
Claims (3)
上記複数の撮像ヘッド部の位置を個々に補正する位置補正手段を備え、
上記画像処理部は、上記複数の撮像ヘッド部が取得した画像から、上記複数の撮像ヘッド部の位置を検出し、
上記位置補正手段は、上記検出した位置に基づいて、上記複数の撮像ヘッド部の位置を個々に補正することを特徴とする線幅測定装置。 A line width measuring device including a plurality of imaging head units and an image processing unit, and measuring or inspecting a desired portion of the measurement target object by performing image processing on the image acquired by the imaging head unit. In
A position correcting means for individually correcting the positions of the plurality of imaging head units;
The image processing unit detects positions of the plurality of imaging head units from images acquired by the plurality of imaging head units,
The line width measuring apparatus, wherein the position correcting unit individually corrects the positions of the plurality of imaging head units based on the detected positions.
上記試料の位置ずれを補正することを特徴とする線幅測定装置。 Means for magnifying and photographing a part of the sample, a plurality of imaging head units that can be individually moved on the same axis, position correcting means for changing the position of the sample to be imaged, and image processing for the captured image And means for operating the position correction means,
A line width measuring apparatus for correcting a positional deviation of the sample.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006322986A JP5319063B2 (en) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Line width measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006322986A JP5319063B2 (en) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Line width measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008139050A true JP2008139050A (en) | 2008-06-19 |
| JP5319063B2 JP5319063B2 (en) | 2013-10-16 |
Family
ID=39600689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006322986A Active JP5319063B2 (en) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Line width measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5319063B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111603A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | シャープ株式会社 | Line width measurement device |
| JP2021086123A (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 富士フイルム株式会社 | Imaging system and method for processing image |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05118817A (en) * | 1991-10-24 | 1993-05-14 | Mitsutoyo Corp | Image processing type measuring apparatus |
| JPH08171057A (en) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Olympus Optical Co Ltd | Plural-head microscopic device |
| JPH09101115A (en) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Nikon Corp | Image measuring device |
| JPH1062141A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-06 | Nikon Corp | Optical measuring apparatus |
| JP2001013418A (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-19 | Shimadzu Corp | Automatic optical axis adjustment device for transmission polarizing microscope |
| JP2002267937A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring optical system correcting device and spectrophotometer |
| JP2004212057A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | V Technology Co Ltd | Two-dimensional measuring machine |
| JP2006078303A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Sokkia Co Ltd | Control method of measuring apparatus |
| JP2006242679A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Olympus Corp | Substrate inspection device and assembling method of same |
| JP2006266748A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Mitsutoyo Corp | Image measurement device |
| JP2007240503A (en) * | 2005-04-08 | 2007-09-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Microscope imaging device and dimension measuring instrument |
-
2006
- 2006-11-30 JP JP2006322986A patent/JP5319063B2/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05118817A (en) * | 1991-10-24 | 1993-05-14 | Mitsutoyo Corp | Image processing type measuring apparatus |
| JPH08171057A (en) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Olympus Optical Co Ltd | Plural-head microscopic device |
| JPH09101115A (en) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Nikon Corp | Image measuring device |
| JPH1062141A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-06 | Nikon Corp | Optical measuring apparatus |
| JP2001013418A (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-19 | Shimadzu Corp | Automatic optical axis adjustment device for transmission polarizing microscope |
| JP2002267937A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring optical system correcting device and spectrophotometer |
| JP2004212057A (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | V Technology Co Ltd | Two-dimensional measuring machine |
| JP2006078303A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Sokkia Co Ltd | Control method of measuring apparatus |
| JP2006242679A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Olympus Corp | Substrate inspection device and assembling method of same |
| JP2006266748A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Mitsutoyo Corp | Image measurement device |
| JP2007240503A (en) * | 2005-04-08 | 2007-09-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Microscope imaging device and dimension measuring instrument |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111603A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | シャープ株式会社 | Line width measurement device |
| JP2021086123A (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 富士フイルム株式会社 | Imaging system and method for processing image |
| JP7254686B2 (en) | 2019-11-29 | 2023-04-10 | 富士フイルム株式会社 | Imaging system and image processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5319063B2 (en) | 2013-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100958204B1 (en) | Method and apparatus for inspecting of flat display panel | |
| WO2016052012A1 (en) | Positional precision inspection method, positional precision inspection device, and position inspection unit | |
| US20110013015A1 (en) | Vision inspection system and inspection method using the same | |
| US11152230B2 (en) | Device and method for bonding alignment | |
| WO2010128759A2 (en) | Vision inspection system and coordinate conversion method using same | |
| KR101802843B1 (en) | Automated Vision Inspection System | |
| JPH08171057A (en) | Plural-head microscopic device | |
| JP5096852B2 (en) | Line width measuring apparatus and inspection method of line width measuring apparatus | |
| JP5319063B2 (en) | Line width measuring device | |
| JP5015339B2 (en) | LCD panel lighting inspection device | |
| CN100401014C (en) | Wire width measuring device | |
| JP2007240503A (en) | Microscope imaging device and dimension measuring instrument | |
| JP4895356B2 (en) | Line width measuring device | |
| JP2012019144A (en) | Component mounting method | |
| KR100820752B1 (en) | Probe test apparatus of flat pannel display and probe test method using it | |
| JP2003294419A (en) | Measuring instrument for infinitesimal dimension | |
| JP2012133122A (en) | Proximity exposing device and gap measuring method therefor | |
| KR100847989B1 (en) | Image pickup apparatus equipped with a microscope and size measuring apparatus | |
| JP2005274272A (en) | Calibration method in line sensor camera, and visual examination apparatus | |
| KR100672166B1 (en) | Line width measuring method | |
| JP3501661B2 (en) | Inspection method and inspection device for liquid crystal display panel | |
| JP4313162B2 (en) | Alignment mark detection method and inspection apparatus | |
| JP2010236888A (en) | Circuit board inspection apparatus | |
| WO2012111603A1 (en) | Line width measurement device | |
| KR20190097768A (en) | Method and apparatus for inspecting of flat display panel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091027 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110905 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110908 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111014 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20111014 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120821 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121016 |
|
| 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: 20130625 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130711 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5319063 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |