JPH0989528A - 寸法測定装置 - Google Patents

寸法測定装置

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JPH0989528A
JPH0989528A JP7269084A JP26908495A JPH0989528A JP H0989528 A JPH0989528 A JP H0989528A JP 7269084 A JP7269084 A JP 7269084A JP 26908495 A JP26908495 A JP 26908495A JP H0989528 A JPH0989528 A JP H0989528A
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正道 元綱
Seiji Mitani
清治 三谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 基板1上に設けられた複数のパターン層
のうち上層のパターンP1 と下層のパターンP2 とを含
む画像データを入力し、その画像データからパターンP
1 とパターンP2 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1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し、上層のパターンP
1 と下層のパターンP2 とのずれ量を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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
座標とボックスカーソルA,B,C,Dの座標,
,,の相対位置及び距離′,′,′,′
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5
3)。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6
2)。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1
0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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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。
  2. 【請求項2】 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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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010117632A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Ushio Inc アライメントマークの検出方法及び装置

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