JP3700214B2 - 寸法測定装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は寸法測定装置に関し、特に複数のパターン層のうちある層のパターンと他の層のパターンとのずれ量を測定する寸法測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば液晶基板上に形成された複数のパターン層のうち上層のパターンと下層のパターンとのずれ量を測定するには、上層のパターンの中心と下層のパターンの中心との距離を測定しなければならない。
【0003】
この測定を行うには、前記パターンの一部を基準測定マークとして画像登録及び測定エッジ登録を行い、その登録データを使用し、被測定マークのサーチを行う必要がある。
【0004】
例えば図4の基準測定マーク10を画像登録した後は、図8に示す測定エッジ登録が行われる。
【0005】
まず、下層左エッジ検出範囲を指定する(ステップ81)。下層左エッジaをボックスカーソルAで囲む。
【0006】
そして、下層左エッジ位置を登録する(ステップ82)。このエッジ位置はボックスカーソルEの座標▲1▼とボックスカーソルA,B,C,Dの座標▲2▼,▲3▼,▲4▼,▲5▼の相対位置及び距離▲2▼′,▲3▼′,▲4▼′,▲5▼′で登録される。
【0007】
次に、下層右エッジ検出範囲を指定する(ステップ83)。下層右エッジbをボックスカーソルBで囲む。
【0008】
そして、下層右エッジ位置を登録する(ステップ84)。
【0009】
その後、上層左エッジ検出範囲を指定する(ステップ85)。上層左エッジcをボックスカーソルCで囲む。
【0010】
そして、上層左エッジ位置を登録する(ステップ86)。
【0011】
次に、上層右エッジ検出範囲を指定する(ステップ87)。上層右エッジdをボックスカーソルDで囲む。
【0012】
最後に、上層右エッジ位置を登録する(ステップ88)。
【0013】
画像登録及び測定エッジ登録の後、その登録データを使用し、図2に示す基板1上の被測定マーク11,12,13についてサーチを行う。
【0014】
上述のように基準測定マーク10を登録する場合、ボックスカーソルE内の画像データは上層・下層のパターンP1 ,P2 の区別無しに登録され、被測定マーク11〜13の画像サーチも上層・下層のパターンP1 ,P2 の区別無しに行われる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上層のパターンP1 と下層のパターンP2 とのずれ量が大きい場合や両パターンP1 ,P2 のエッジが重なった場合、登録された基準測定マーク画像と被測定マーク画像とが大きく異なる場合、誤サーチを起こすことがあり、誤サーチが生じると測定エッジの位置情報が図4の座標▲1▼の位置からの相対距離情報として登録されているため、測定エッジも誤検出され、測定精度を悪化させるという問題があった。
【0016】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は誤サーチを防ぎ、測定精度を向上させることができる寸法測定装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項1記載の発明の寸法測定装置は、基板上に設けられた複数のパターン層のうち第1のパターン層の第1パターンと第2のパターン層の第2パターンとのずれ量を測定する寸法測定装置において、前記基板上の前記第1パターンと前記第2パターンとを含む画像データを入力する画像入力手段と、前記画像データから前記第1パターンと前記第2パターンとのいずれか一方を分離し、基準パターン画像データとして登録する基準パターン画像登録手段と、前記基板上を順次撮像して得られた画像データから、前記基準パターン画像データと一致するパターンを画像サーチする画像サーチ手段とを備えていることを特徴とする。
【0018】
上述のように基板上に設けられた複数のパターン層のうち第1のパターンと第2のパターンとを含む画像データを入力し、その画像データから第1のパターンと第2のパターンとのいずれか一方を分離し、基準パターン画像データとして登録し、基板上を順次撮像して得られた画像データから、前記基準パターン画像データと一致するパターンを画像サーチするようにしたので、両パターンのずれ量が大きい場合等にも誤サーチを防ぐことができる。
【0019】
請求項2記載の発明の寸法測定装置は、前記基準パターン画像登録手段は、前記第1パターンと前記第2パターンとを含む画像データについて同一光強度を有する画素数を各光強度ごとに積算して得たヒストグラムから前記第1パターンを含む光強度の領域と前記第2パターンを含む光強度の領域との間にある光強度をしきい値として前記画像データを二値化し、二値化後の一方の画像データを前記基準パターン画像データとして登録し、前記画像サーチ手段は、前記基板上を順次撮像して得られた画像データについて前記しきい値を用いて二値化し、二値化後の画像データと前記基準パターン画像データとを比較して一致部分を検出し、一致部分を検出したときに同じパターンと判断することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1はこの発明の一実施形態に係る寸法測定装置の全体構成図である。
【0022】
この実施形態に係る寸法測定装置は、図1に示すように、複数のパターン層が形成された基板1が載置されるステージ2と、基板1上の上層(例えばレジスト層)のパターン(第1パターン)P1 と下層(例えばクロム層)のパターン(第2パターン)P2 とを含む画像を拡大する顕微鏡3と、顕微鏡3により拡大された上層のパターンP1 と下層のパターンP2 とを含む画像データを入力するCCDカメラ4と、CCDカメラ4で撮像した画像データを表示するモニタ5と、CCDカメラ4で撮像した画像データに基づいて画像処理する画像処理部6と、顕微鏡3、ステージ2及び画像処理部6を制御する制御用パーソナルコンピュータ7とを備えている。
【0023】
図2は基板1の上面を説明するための図、図3は測定マークの拡大図である。
【0024】
基板1の上面には上層のパターンP1 と下層のパターンP2 とが重なり、両パターンP1 ,P2 のずれ量dを測定するために、上層のパターンP1 の中心C1 と下層のパターンP2 の中心C2 との距離を測定する。
【0025】
本システムは設定モード、登録モード及び測定モードに大別され、以下各モードについて説明する。
【0026】
図5は設定モードのフローチャートである。
【0027】
まず、測定条件を設定する製品・工程名を選択する(ステップ51)。
【0028】
次に、測定ポイントを設定する(ステップ52)。
【0029】
最後に、測定条件を設定する(ステップ53)。例えばAFオフセット、測定回数等である。
【0030】
図6は登録モードのフローチャートである。
【0031】
まず、測定マークを登録する製品・工程名を選択する(ステップ61)。
【0032】
次に、サーチ法を選択する(ステップ62)。ここでは被測定マーク11〜13のサーチを上層の登録画像データか下層の登録画像データの一方を使用してサーチする。
【0033】
その後、基準測定マーク10を登録する(ステップ63)。基準測定マーク10の登録方法については図7を用いて後述する。
【0034】
最後に、測定エッジを登録する(ステップ64)。測定エッジの登録方法は前述と同じ(図8参照)であり説明を省略する。
【0035】
図7は測定マーク10の登録のフローチャートである。
【0036】
まず、基準測定マーク10の位置にステージ2を移動させる(ステップ71)。
【0037】
次に、画像全体のヒストグラム(図9)を計測する(ステップ72)。ヒストグラム計測は基準測定マーク10を含む全画像について、CCDカメラ4の電荷蓄積量に基づきモニタピクセル毎の光量を計測して行われる。光量は0〜255の256階調に分類され、各階調に対応するピクセル数を得、ヒストグラムを作成する。
【0038】
その後、ヒストグラムより上層・下層の分離条件を指定する(ステップ73)。例えば二値化しきい値を指定する。すなわち比較的低反射率を有するレジスト層のパターンP1 からの低光強度の反射光を含む領域26と、比較的高反射率を有するクロム層のパターンP2 からの高光強度の反射光を含む領域28との間にある光量をしきい値27とする。
【0039】
そして、測定マーク登録範囲を指定する(ステップ74)。図4に示すように基準測定マーク10をボックスカーソルEで囲む。
【0040】
その後、分離条件により測定マーク登録範囲内のX方向画像データ及びY方向画像データを積算する(ステップ75)。
【0041】
前記X・Y方向の個別の積算データを基準測定マークの登録画像データとし、モデル作成を終了する。
【0042】
図10は画像サーチのフローチャートである。
【0043】
まず、被測定マーク11,12,13の位置にステージ2を移動させる(ステップ101)。
【0044】
次に、登録時に指定された上層・下層分離条件により被測定マーク11〜13の画像全体のX方向分離データを得る(ステップ102)。
【0045】
その後、登録時に指定された上層・下層分離条件により被測定マーク11〜13の画像全体のY方向分離データを得る(ステップ103)。
【0046】
そして、基準測定マークのX方向画像データと特徴が一致する位置及びY方向画像データと特徴が一致する位置を検出する(ステップ104)。
【0047】
最後に、前記X・Y方向の位置データにより、サーチの対象である被測定マーク11〜13をボックスカーソルEで囲み、画像サーチを終了する。
【0048】
図11は寸法測定のフローチャートである。
【0049】
まず、測定を行う製品・工程名を選択する(ステップ111)。
【0050】
次に、結果ファイル名を指定する(ステップ112)。
【0051】
その後、自動測定をスタートさせる(ステップ113)。
【0052】
最後に、自動測定が終了した時点で測定モードが終了する(ステップ114)。
【0053】
従来の寸法測定装置では、基準測定マーク10の登録も被測定マーク11〜13の画像サーチも上層・下層のパターンP1 ,P2 の区別無しに行われるのに対し、この実施形態に係る寸法測定装置では、上層・下層のパターンP1 ,P2 を含む画像データについて同一電荷蓄積量(光量)を有する画素数を各光量ごとに積算して得たヒストグラムから、パターンP1 からの低光強度の反射光を含む領域26とパターンP2 からの高光強度の反射光を含む領域28との間にある光量をしきい値27として画像データを二値化し、二値化後の一方の画像データを基準パターン画像データとして登録し、基板1上を順次撮像して得られた画像データについてしきい値27を用いて二値化し、二値化後の画像データと基準パターン画像データとを比較して一致部分を検出し、一致部分を検出したときに同じパターンと判断する。
【0054】
この実施形態に係る寸法測定装置によれば、上層のパターンP1 と下層のパターンP2 とのずれ量が大きい場合や、登録された基準測定マーク画像10と被測定マーク画像11〜13とが大きく異なる場合に、誤サーチを防ぐことができ、測定精度を向上させることができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の寸法測定装置によれば、第1のパターンと第2のパターンとのずれによって画像サーチが影響を受けないので、第1のパターンと第2のパターンとのずれ量が大きい場合等における誤サーチを防ぐことができ、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態に係る寸法測定装置の全体構成図である。
【図2】図2は基板の上面を説明するための図である。
【図3】図3は測定マークの拡大図である。
【図4】図4はエッジ登録を説明するための基準測定マークの拡大図である。
【図5】図5は設定モードのフローチャートである。
【図6】図6は基準測定マークの登録モードのフローチャートである。
【図7】図7は基準測定マークの登録方法を説明するためのフローチャートである。
【図8】図8はエッジ登録のフローチャートである。
【図9】図9は基準測定マークの光量分布のヒストグラムの図である。
【図10】図10は被測定マークのサーチのフローチャートである。
【図11】図11は測定モードのフローチャートである。
【符号の説明】
1 基板
2 ステージ
4 CCDカメラ
5 モニタ
6 画像処理部
Claims (2)
- 基板上に設けられた複数のパターン層のうち第1のパターン層の第1パターンと第2のパターン層の第2パターンとのずれ量を測定する寸法測定装置において、
前記基板上の前記第1パターンと前記第2パターンとを含む画像データを入力する画像入力手段と、
前記画像データから前記第1パターンと前記第2パターンとのいずれか一方を分離し、基準パターン画像データとして登録する基準パターン画像登録手段と、
前記基板上を順次撮像して得られた画像データから、前記基準パターン画像データと一致するパターンを画像サーチする画像サーチ手段と、
を備えていることを特徴とする寸法測定装置。 - 前記基準パターン画像登録手段は、前記第1パターンと前記第2パターンとを含む画像データについて同一光強度を有する画素数を各光強度ごとに積算して得たヒストグラムから前記第1パターンを含む光強度の領域と前記第2パターンを含む光強度の領域との間にある光強度をしきい値として前記画像データを二値化し、二値化後の一方の画像データを前記基準パターン画像データとして登録し、
前記画像サーチ手段は、前記基板上を順次撮像して得られた画像データについて前記しきい値を用いて二値化し、二値化後の画像データと前記基準パターン画像データとを比較して一致部分を検出し、一致部分を検出したときに同じパターンと判断する
ことを特徴とする請求項1記載の寸法測定装置。
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JP26908495A JP3700214B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP26908495A JP3700214B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 寸法測定装置 |
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JPH0989528A JPH0989528A (ja) | 1997-04-04 |
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JP26908495A Expired - Lifetime JP3700214B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 寸法測定装置 |
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