WO2010064352A1 - Line width measuring method - Google Patents

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WO2010064352A1
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野上大
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株式会社日立国際電気
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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    • GPHYSICS
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    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus or a measurement apparatus, and in particular, to liquid crystal line width measurement used in a manufacturing process of a liquid crystal (LCD) panel substrate such as a TFT (Thin Film Transistor) substrate.
  • LCD liquid crystal
  • TFT Thin Film Transistor
  • wire width measuring apparatus The figure for demonstrating the difference in the contrast of the transparent film by the conventional reflective illumination. The figure for demonstrating the difference in the contrast of the transparent film by the conventional transmitted illumination. The figure which shows the example of a registration pattern of the brightness change in a measurement program. The figure which shows the several brightness
  • step 609 the measurement result of measurement condition n is adopted and the measurement is terminated.
  • step 610 since the measurement could not be performed, an error code is set and the measurement process is terminated.

Abstract

There has been such a problem that in a pattern formed of a transparent film, a phenomenon wherein a contrast change varies depending on the area is generated and that a pattern which does not accord with a luminance change pattern cannot be measured.  Provided is a line width measuring method which can perform measurement even in the case where the contrast change of the transparent film pattern is changed. A plurality of luminance change patterns are registered corresponding to contrast changes of the transparent film, measuring conditions which correspond to each of the registered luminance change patterns are set, and measurement is performed under the measuring conditions.

Description

線幅測定方法Line width measurement method
 本発明は、検査装置若しくは測定装置に関わり、特に、TFT(ThinFilmTransistor)基板等、液晶(LCD:LiquidCrystalDisplay)パネル用基板の製造工程で使用される液晶線幅測定に関わる。 The present invention relates to an inspection apparatus or a measurement apparatus, and in particular, to liquid crystal line width measurement used in a manufacturing process of a liquid crystal (LCD) panel substrate such as a TFT (Thin Film Transistor) substrate.
 LCD基板自動線幅測定装置の概略を図1で説明する。図1は、ガラス等透明な基板上に形成されたパターンに透過照明若しくは反射照明を照射して、顕微鏡を介して得られるパターン像を、CCD(ChargeCoupledDevice)等の撮像素子を使用したカメラで撮像した画像を画像処理して寸法を測定するための検査装置の構成を説明するための図である。1はCCTVカメラ、2は自動調光アダプタ、3は直筒、4は投光管、5はレボルバ、6は対物レンズ、7はライトガイド、8は被測定対象である試料を搭載するための試料台、9は透過照明ヘッド、10はライトガイド、11は反射照明光源ユニット、12は透過照明光源ユニット、13は画像処理ユニット、14はモニタである。また、直筒3、投光管4、レボルバ5、対物レンズ6で、顕微鏡を構成している。なお、ハーフミラー等、反射照明等に用いられる他の光学部品は周知であるため説明と図示を省略した。 An outline of the LCD substrate automatic line width measuring apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a pattern image obtained through a microscope by irradiating a pattern formed on a transparent substrate such as glass with transmission illumination or reflection illumination, and imaging with a camera using an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device). It is a figure for demonstrating the structure of the test | inspection apparatus for image-processing the measured image and measuring a dimension. 1 is a CCTV camera, 2 is an automatic light adjustment adapter, 3 is a straight tube, 4 is a light projection tube, 5 is a revolver, 6 is an objective lens, 7 is a light guide, and 8 is a sample for mounting a sample to be measured. Table, 9 is a transmission illumination head, 10 is a light guide, 11 is a reflection illumination light source unit, 12 is a transmission illumination light source unit, 13 is an image processing unit, and 14 is a monitor. The straight tube 3, the light projecting tube 4, the revolver 5, and the objective lens 6 constitute a microscope. In addition, since other optical components used for reflection illumination etc., such as a half mirror, are known, description and illustration were abbreviate | omitted.
 また、画像処理ユニット13は、例えば、PC(PersonalComputer)等であり、CCTVカメラ1が取得した画像を処理して線幅測定を行う他、線幅測定のために、LCD線幅測定装置全体を制御するが、制御するための制御信号信号や制御情報取得のための配線は省略している。 The image processing unit 13 is, for example, a PC (Personal Computer) or the like. The image processing unit 13 processes the image acquired by the CCTV camera 1 to measure the line width, and the entire LCD line width measuring device is used for the line width measurement. Although control is performed, control signal signals for control and wiring for acquiring control information are omitted.
 図1において、まず、反射照明を使用する場合には、反射照明光源ユニット11の射出口から出力される光は、ライトガイド7、投光管4、及び、対物レンズ6を通り、試料台8上に搭載された試料に照射され、反射照明として用いられる。また、透過照明を使用する場合には、透過照明光源ユニット12の射出口から出力される光はライトガイド10、透過照明ヘッド9を通り、サンプルを裏面から照射することにより透過照明として用いている。 In FIG. 1, when using reflected illumination, light output from the exit of the reflected illumination light source unit 11 passes through the light guide 7, the light projecting tube 4, and the objective lens 6 and passes through the sample table 8. The sample mounted above is irradiated and used as reflected illumination. Further, when using transmitted illumination, the light output from the exit of the transmitted illumination light source unit 12 passes through the light guide 10 and the transmitted illumination head 9 and is used as transmitted illumination by irradiating the sample from the back surface. .
 測定用のCCTVカメラ1は、顕微鏡で拡大されたサンプルの画像を撮像し、画像処理ユニット13に出力する。画像処理装置13は、撮像されたCCTVカメラ1の画像を取込み、その画像の輝度波形をモニタ14に表示する。画像処理ユニット13には、測定に必要なパラメータを設定する機能がある。例えば、自動調光アダプタ2を制御し、自動調光アダプタ2は、測定用のCCTVカメラ1の撮像素子(CCD)に届く光量が規定量の値になるよう調整する。 The CCTV camera 1 for measurement captures an image of the sample magnified with a microscope and outputs it to the image processing unit 13. The image processing device 13 captures the captured image of the CCTV camera 1 and displays the luminance waveform of the image on the monitor 14. The image processing unit 13 has a function of setting parameters necessary for measurement. For example, the automatic light adjustment adapter 2 is controlled, and the automatic light adjustment adapter 2 adjusts so that the amount of light reaching the imaging device (CCD) of the CCTV camera 1 for measurement becomes a specified value.
 次に、反射照明を用いて透明膜の低コントラストのパターン幅を測定する際の様子を図2で説明する。図2は、反射照明によって、試料上に成膜形成された透明に近いパターン(以下、透明膜と称する)について、コントラストが異なる3つの条件における輝度波形の違いを説明するための図である。15a、15b、15c、及び16は透明膜、17はガラス基板、18、19、23、24、28、及び29は反射光、20、25、及び30は輝度波形、21、22、26、27、31、及び32は輝度変化部である。
 なお、図2(a)では、反射光18の矢印の上向部分の長さは、透明膜16の反射率18、反射光19の矢印の上向部分の長さは、透明膜15aの反射率19を相対的に示し、図2(b)では、反射光23の矢印の上向部分の長さは、透明膜16の反射率23、反射光24の矢印の上向部分の長さは、透明膜15bの反射率23を相対的に示し、図2(c)では、反射光28の矢印の上向部分の長さは、透明膜16の反射率28、反射光29の矢印の上向部分の長さは、透明膜15cの反射率29を相対的に示す。
 反射照明の場合、光はガラス基板17の上側(上方向)から均一な光が照射される。
 図2(a)~図2(c)において、上の図はガラス基板17上の透明膜16と、透明膜16上に形成された被測定対象物である透明膜(試料)15a、15b、若しくは15cの一部と反射光を模式的に示した断面図で、下の図は当該部分の輝度波形を示したものである。透明膜15a~15c、及び透明膜16は、液晶パターンの製造工程で多用される透明膜であり、通常、ガラス基板17上に形成される。
Next, a state in which the low contrast pattern width of the transparent film is measured using the reflected illumination will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the difference in luminance waveform under three conditions with different contrasts in a nearly transparent pattern (hereinafter referred to as a transparent film) formed on a sample by reflected illumination. 15a, 15b, 15c, and 16 are transparent films, 17 is a glass substrate, 18, 19, 23, 24, 28, and 29 are reflected light, 20, 25, and 30 are luminance waveforms, 21, 22, 26, 27 , 31 and 32 are luminance change sections.
In FIG. 2A, the length of the upward portion of the arrow of the reflected light 18 is the reflectance 18 of the transparent film 16, and the length of the upward portion of the arrow of the reflected light 19 is the reflection of the transparent film 15a. In FIG. 2 (b), the length of the upward portion of the arrow of the reflected light 23 is the reflectance 23 of the transparent film 16, and the length of the upward portion of the arrow of the reflected light 24 is FIG. 2C shows the relative reflectance 23 of the transparent film 15b. In FIG. 2C, the length of the upward portion of the arrow of the reflected light 28 is above the arrow of the reflectance 28 of the transparent film 16 and the arrow of the reflected light 29. The length of the direction portion relatively indicates the reflectance 29 of the transparent film 15c.
In the case of reflected illumination, light is irradiated from the upper side (upward direction) of the glass substrate 17.
2 (a) to 2 (c), the upper figure is a transparent film 16 on a glass substrate 17, and transparent films (samples) 15a, 15b, which are objects to be measured, formed on the transparent film 16. Or it is sectional drawing which showed a part of 15c and reflected light typically, and the lower figure shows the luminance waveform of the said part. The transparent films 15a to 15c and the transparent film 16 are transparent films frequently used in the liquid crystal pattern manufacturing process, and are usually formed on the glass substrate 17.
 図2(a)は、透明膜15aの反射率19が下地の透明膜16の反射率18より小さい場合(反射率19<反射率18)を示す。また、図2(b)は、透明膜15bの反射率が下地の透明膜16の反射率より大きい場合(反射率19>反射率18)を示す。また、図2(c)は、透明膜15cの反射率19と下地の透明膜16の反射率18とがほぼ同じ場合(反射率19≒反射率18)を示す。
 図2において、反射照明を用いる場合、透明膜15a~15cの反射率と透明膜16の反射率の差により、透明膜の表面で反射される光の量は異なる。これを、図2の上向き矢印の長さで表現した。顕微鏡に取付けられた測定用のカメラ(図1参照)の画像から輝度波形を表示すると、図2の輝度波形20、25、若しくは30のようになる。
FIG. 2A shows a case where the reflectance 19 of the transparent film 15a is smaller than the reflectance 18 of the underlying transparent film 16 (reflectance 19 <reflectance 18). FIG. 2B shows a case where the reflectance of the transparent film 15b is larger than the reflectance of the underlying transparent film 16 (reflectance 19> reflectance 18). FIG. 2C shows a case where the reflectance 19 of the transparent film 15c and the reflectance 18 of the underlying transparent film 16 are substantially the same (reflectance 19≈reflectance 18).
In FIG. 2, when using reflective illumination, the amount of light reflected on the surface of the transparent film differs depending on the difference between the reflectance of the transparent films 15 a to 15 c and the reflectance of the transparent film 16. This is expressed by the length of the upward arrow in FIG. When the luminance waveform is displayed from the image of the measurement camera (see FIG. 1) attached to the microscope, the luminance waveform 20, 25, or 30 in FIG.
 図2(a)に示すように、透明膜15aと透明膜16の表面で反射される光の量が、反射率19<反射率18の関係である場合、輝度波形20は、輝度変化部21、22で分かるように、透明膜15aの有無を境にして、図の左から白-黒-白という具合に変化する。
 また、図2(b)に示すように、透明膜15bと透明膜16の表面で反射される光の量が、反射率24>反射率23の関係である場合、輝度波形25は、輝度変化部26、27で分かるように、透明膜15bの有無を境にして、図の左から黒-白-黒という具合に変化する。
 また、図2(c)に示すように、透明膜15cと透明膜16の表面で反射される光の量が、反射率29≒反射率28の関係である場合、輝度波形30は、輝度変化部31、32で分かるように、透明膜15cの有無を境にして、V字形状の輝度変化が現れる。
As shown in FIG. 2A, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 15a and the transparent film 16 has a relationship of reflectance 19 <reflectance 18, the luminance waveform 20 is a luminance changing portion 21. 22, the white-black-white state changes from the left of the figure with or without the transparent film 15 a as a boundary.
In addition, as shown in FIG. 2B, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 15b and the transparent film 16 has a relationship of reflectance 24> reflectance 23, the luminance waveform 25 changes in luminance. As can be seen from the portions 26 and 27, the black-white-black state changes from the left in the figure with or without the transparent film 15b.
Further, as shown in FIG. 2C, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 15c and the transparent film 16 has a relationship of reflectance 29≈reflectance 28, the luminance waveform 30 has a luminance change. As can be seen from the portions 31 and 32, a V-shaped luminance change appears with or without the transparent film 15c.
 さらに、透過照明を用いて透明膜の低コントラストのパターン幅を測定する際の様子を図3で行うと次のようになる。図3は、透過照明によって、試料上に成膜形成された透明に近いパターン(以下、透明膜と称する)について、コントラストが異なる2つの条件における輝度波形の違いを説明するための図である。33a、33b、及び34は透明膜、35はガラス基板、36、37、41、及び42は透過光、38と43は輝度波形、39、40、44、及び45は輝度変化部である。
 なお、透過光37の矢印の長さは、ガラス基板35、透明膜34、及び透明膜33aを通過する時の透過率37、透過光36の矢印の長さは、ガラス基板35及び透明膜34を通過する時の透過率36、並びに、透過光42の矢印の長さは、ガラス基板35、透明膜34、及び透明膜33bを通過する時の透過率42、透過光41の矢印の長さは、ガラス基板35及び透明膜34を通過する時の透過率42を相対的に示す。
 図3(a)と図3(b)において、上の図はガラス基板35上の透明膜34と、透明膜34上に形成された被測定対象物である透明膜(試料)33a若しくは3bの一部と反射光を模式的に示した断面図で、下の図は当該部分の輝度波形を示したものである。透明膜33a、33b、及び透明膜34は、液晶パターンの製造工程で多用される透明膜であり、通常、ガラス基板35上に形成される。
Further, the state of measuring the low contrast pattern width of the transparent film using transmitted illumination is as follows in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a difference in luminance waveform under two conditions with different contrasts in a nearly transparent pattern (hereinafter referred to as a transparent film) formed on a sample by transmitted illumination. 33a, 33b, and 34 are transparent films, 35 is a glass substrate, 36, 37, 41, and 42 are transmitted light, 38 and 43 are luminance waveforms, and 39, 40, 44, and 45 are luminance change portions.
The length of the arrow of the transmitted light 37 is the transmittance 37 when passing through the glass substrate 35, the transparent film 34, and the transparent film 33a, and the length of the arrow of the transmitted light 36 is the glass substrate 35 and the transparent film 34. The transmittance 36 when passing through and the length of the arrow of the transmitted light 42 are the transmittance 42 when passing through the glass substrate 35, the transparent film 34 and the transparent film 33 b, and the length of the arrow of the transmitted light 41. Shows relatively the transmittance 42 when passing through the glass substrate 35 and the transparent film 34.
3 (a) and 3 (b), the upper figure shows the transparent film 34 on the glass substrate 35 and the transparent film (sample) 33a or 3b that is the object to be measured formed on the transparent film 34. A sectional view schematically showing a part and reflected light, and the lower figure shows a luminance waveform of the part. The transparent films 33 a and 33 b and the transparent film 34 are transparent films that are frequently used in the manufacturing process of the liquid crystal pattern, and are usually formed on the glass substrate 35.
 図3(a)は、透明膜33aの膜厚が厚いと、透過率37が下地の透明膜34の透過率36より小さくなり(透過率37<透過率36)を示す。また、図3(b)は、透明膜33bの膜厚が比較的薄いので、透明膜33bの透過率42と下地の透明膜34の透過率41とがほぼ同じとなる(反射率42≒反射率41)。
 透過照明の場合、光はガラス基板の下側(下方向)から均一な光が照射される。従って、顕微鏡に取付けられた測定用のカメラの画像は、ガラス基板35と透明膜34を通過した光、または、さらに被測定対象物である透明膜(試料)33a、33bを通過した光を観察することになる。このため、透明膜34と透明膜33a若しくは33bの透過率に応じた輝度変化が現れる。
FIG. 3A shows that when the transparent film 33a is thick, the transmittance 37 is smaller than the transmittance 36 of the underlying transparent film 34 (transmittance 37 <transmittance 36). In FIG. 3B, since the transparent film 33b is relatively thin, the transmittance 42 of the transparent film 33b and the transmittance 41 of the underlying transparent film 34 are substantially the same (reflectance 42≈reflection). Rate 41).
In the case of transmitted illumination, uniform light is irradiated from the lower side (downward direction) of the glass substrate. Therefore, the image of the camera for measurement attached to the microscope observes the light that has passed through the glass substrate 35 and the transparent film 34, or the light that has further passed through the transparent films (samples) 33a and 33b that are objects to be measured. Will do. For this reason, a luminance change according to the transmittance of the transparent film 34 and the transparent film 33a or 33b appears.
 図3において、透過照明を用いる場合、透明膜33aと33bの透過率と透明膜34の透過率の差により、ガラス基板と透明膜を透過する光の量は異なる。これを、図3の上向き矢印の長さで表現した。顕微鏡に取付けられた測定用のカメラ(図1参照)の画像から輝度波形を表示すると、図3の輝度波形38、若しくは43のようになる。 In FIG. 3, when transmitted illumination is used, the amount of light transmitted through the glass substrate and the transparent film differs depending on the difference between the transmittances of the transparent films 33a and 33b and the transmittance of the transparent film 34. This is expressed by the length of the upward arrow in FIG. When the luminance waveform is displayed from the image of the measurement camera (see FIG. 1) attached to the microscope, the luminance waveform 38 or 43 in FIG. 3 is obtained.
 即ち、図2と同様に、図3(a)と図3(b)に示す矢印の長さを透過率とみなした場合、図3(a)では、ガラス基板35を通り、透明膜34と透明膜33aを透過する光の量が、透過率37<透過率36の関係である場合、輝度波形38は、輝度変化部39、40で分かるように、透明膜33aの有無を境にして、図の左から白-黒-白という具合に変化する。
 また、図3(b)に示すように、ガラス基板35を通り、透明膜34と透明膜33bを透過する光の量が、透過率42≒透過率41の関係である場合、輝度波形43は、輝度変化部44、45で分かるように、透明膜33bの有無を境にして、V字形状の輝度変化が現れる。
That is, when the length of the arrow shown in FIGS. 3A and 3B is regarded as the transmittance as in FIG. 2, in FIG. 3A, in FIG. When the amount of light transmitted through the transparent film 33a is in the relationship of transmittance 37 <transmittance 36, the luminance waveform 38 is determined by the presence or absence of the transparent film 33a, as can be seen from the luminance changing portions 39 and 40. It changes from left to right in the form of white-black-white.
In addition, as shown in FIG. 3B, when the amount of light passing through the glass substrate 35 and passing through the transparent film 34 and the transparent film 33b has a relationship of transmittance 42≈transmittance 41, the luminance waveform 43 is As can be seen from the luminance change portions 44 and 45, a V-shaped luminance change appears with or without the transparent film 33b.
特開2005-283319号公報JP 2005-283319 A
 図4によって、画像処理ユニット(図1参照)での測定プログラムによるエッジの認識について説明する。図4は、測定プログラムにおける輝度変化の登録パターン例を示す図である。46a、46b、及び、46cは、輝度変化の登録パターンである。
 上述の従来例について、画像処理ユニット(図1参照)での測定プログラムによるエッジの認識は、図4に示すとおり、測定するエッジの輝度変化が、図4(a)の輝度変化登録パターン46aの白-黒、図4(b)の輝度変化登録パターン46bの黒-白、図4(c)の輝度変化登録パターン46cのV字の左側とV字の右側のいずれか1つの輝度変化をパラメータとして設定する。
The edge recognition by the measurement program in the image processing unit (see FIG. 1) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a registered pattern of luminance change in the measurement program. 46a, 46b, and 46c are registered patterns of luminance change.
With respect to the above-described conventional example, the edge recognition by the measurement program in the image processing unit (see FIG. 1) indicates that the luminance change of the edge to be measured is the luminance change registration pattern 46a of FIG. White-black, black-white of the luminance change registration pattern 46b in FIG. 4B, one of the luminance changes on the left side of the V shape and the right side of the V shape of the luminance change registration pattern 46c in FIG. Set as.
 このため、従来の線幅測定装置では、設定した輝度変化のパターンと実際の輝度変化が異なる場合、測定することができなかった。なお、このような現象は、同一の基板であっても、場所ごとに透明膜の膜厚が均等でないことにより輝度変化の様子が変わっている。このため、透明膜で形成されたパターンは、コントラストの変化が場所によりことなる現象が発生し、輝度変化のパターンと一致しないパターンを測定することができなかった。
 本発明の目的は、透明膜パターンのコントラストの変化が変化した場合でも測定が行える線幅測定方法を提供することにある。
For this reason, the conventional line width measuring apparatus cannot measure when the set luminance change pattern and the actual luminance change are different. In addition, even if it is the same board | substrate, such a phenomenon changes the mode of a brightness | luminance change because the film thickness of a transparent film is not uniform for every place. For this reason, the pattern formed of the transparent film has a phenomenon in which the change in contrast differs depending on the location, and a pattern that does not coincide with the pattern of luminance change cannot be measured.
An object of the present invention is to provide a line width measurement method capable of performing measurement even when a change in contrast of a transparent film pattern changes.
 上記の目的を達成するため、本発明の線幅測定方法は、透明膜のコントラスト変化に合わせて、複数の輝度変化パターンを登録し、登録された該複数の輝度変化パターンに対応する測定条件を設定し、該測定条件にて画像処理を行い、該画像処理によって測定がOKであれば、OKであった測定結果を採用するものである。 In order to achieve the above object, the line width measurement method of the present invention registers a plurality of luminance change patterns in accordance with the contrast change of the transparent film, and sets measurement conditions corresponding to the registered luminance change patterns. If set and image processing is performed under the measurement conditions, and the measurement is OK by the image processing, the measurement result that is OK is adopted.
 本発明によれば、被検査対象物である透明膜のパターンのコントラストが変化した場合でも、測定可能な線幅測定方法を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a measurable line width measuring method even when the contrast of the pattern of the transparent film that is the object to be inspected changes.
LCD基板線幅測定装置の概略構成を説明するためのブロック図。The block diagram for demonstrating schematic structure of an LCD substrate line | wire width measuring apparatus. 従来の反射照明による透明膜のコントラストの違いを説明するための図。The figure for demonstrating the difference in the contrast of the transparent film by the conventional reflective illumination. 従来の透過照明による透明膜のコントラストの違いを説明するための図。The figure for demonstrating the difference in the contrast of the transparent film by the conventional transmitted illumination. 測定プログラムにおける輝度変化の登録パターン例を示す図。The figure which shows the example of a registration pattern of the brightness change in a measurement program. 本発明の一実施例の複数の輝度変化パターンを示す図。The figure which shows the several brightness | luminance change pattern of one Example of this invention. 本発明の線幅測定方法の一実施例の処理動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the processing operation of one Example of the line | wire width measuring method of this invention.
 以下、本発明の一実施例を、図5によって説明する。図5は、反射照明によって、試料上に成膜形成された透明に近いパターン(以下、透明膜と称する)について、コントラストが異なる3つの条件における輝度波形の違いを説明するための図、及び、本発明の一実施例の、登録される複数の輝度変化パターンを示す図である。47a、47b、47c、及び48は透明膜、49はガラス基板、50、51、55、56、60、及び61は反射光、52、57、及び62は輝度波形(輝度変化パターン)、53、54、58、59、63、及び64は輝度変化部である。
 図2と同様に、反射照明の場合、光はガラス基板49の上側(上方向)から均一な光が照射される。
 図5(a)~図5(c)において、上の図はガラス基板49上の透明膜48と、透明膜48上に形成された被測定対象物である透明膜(試料)47a、47b、若しくは47cの一部と反射光を模式的に示した断面図で、下の図は当該部分の輝度波形を示したものである。透明膜47a~47c、及び透明膜48は、液晶パターンの製造工程で多用される透明膜であり、通常、ガラス基板49上に形成される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the difference in luminance waveform under three conditions with different contrasts for a nearly transparent pattern (hereinafter referred to as a transparent film) formed on a sample by reflected illumination; and It is a figure which shows the several brightness | luminance change pattern registered of one Example of this invention. 47a, 47b, 47c and 48 are transparent films, 49 is a glass substrate, 50, 51, 55, 56, 60 and 61 are reflected light, 52, 57 and 62 are luminance waveforms (luminance change patterns), 53, Reference numerals 54, 58, 59, 63, and 64 denote luminance changing portions.
Similar to FIG. 2, in the case of reflective illumination, light is irradiated from the upper side (upward direction) of the glass substrate 49.
5 (a) to 5 (c), the upper figure shows a transparent film 48 on a glass substrate 49, and transparent films (samples) 47a, 47b, which are objects to be measured, formed on the transparent film 48. Or it is sectional drawing which showed a part of 47c and reflected light typically, and the lower figure shows the luminance waveform of the said part. The transparent films 47a to 47c and the transparent film 48 are transparent films frequently used in the liquid crystal pattern manufacturing process, and are usually formed on the glass substrate 49.
 図5において、透明膜47a~47c、及び透明膜48並びにガラス基板49で構成される試料の被測定対象パターンを反射照明で測定する場合、従来技術で説明した通り、透明膜48と透明膜47a~47cの反射率の相違により、測定用のカメラ(図1参照)から得られる輝度波形の傾向は異なる。
 これを、図5の上向き矢印の長さで表現した。顕微鏡に取付けられた測定用のカメラ(図1参照)の画像から輝度波形を表示すると、図5の輝度波形52、57、若しくは62のようになる。
In FIG. 5, when the pattern to be measured of the sample composed of the transparent films 47a to 47c, the transparent film 48, and the glass substrate 49 is measured with reflected illumination, the transparent film 48 and the transparent film 47a are measured as described in the prior art. The tendency of the luminance waveform obtained from the camera for measurement (see FIG. 1) varies depending on the difference in reflectance of .about.47c.
This is expressed by the length of the upward arrow in FIG. When the luminance waveform is displayed from the image of the measurement camera (see FIG. 1) attached to the microscope, the luminance waveform 52, 57, or 62 in FIG. 5 is obtained.
 図5(a)に示すように、透明膜47aと透明膜48の表面で反射される光の量が、反射率51<反射率50の関係である場合、輝度波形52は、輝度変化部53、54で分かるように、透明膜47aの有無を境にして、図の左から白-黒-白という具合に変化する。
 また、図5(b)に示すように、透明膜47bと透明膜48の表面で反射される光の量が、反射率56>反射率55の関係である場合、輝度波形57は、輝度変化部58、59で分かるように、透明膜47bの有無を境にして、図の左から黒-白-黒という具合に変化する。
 また、図5(c)に示すように、透明膜47cと透明膜48の表面で反射される光の量が、反射率61≒反射率60の関係である場合、輝度波形62は、輝度変化部63、64で分かるように、透明膜47cの有無を境にして、V字形状の輝度変化が現れる。
As shown in FIG. 5A, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 47a and the transparent film 48 is in the relationship of reflectance 51 <reflectance 50, the luminance waveform 52 has a luminance changing portion 53. , 54, white-black-white changes from the left in the figure with or without the transparent film 47a.
Further, as shown in FIG. 5B, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 47b and the transparent film 48 has a relationship of reflectance 56> reflectance 55, the luminance waveform 57 is a luminance change. As can be seen from the portions 58 and 59, the state changes from black to white to black from the left in the figure with or without the transparent film 47b.
Further, as shown in FIG. 5C, when the amount of light reflected on the surfaces of the transparent film 47c and the transparent film 48 has a relationship of reflectance 61≈reflectance 60, the luminance waveform 62 has a luminance change. As can be seen from the parts 63 and 64, a V-shaped luminance change appears with or without the transparent film 47c.
 上述したように、透明膜47a~47cと透明膜48での反射率の大小関係により、測定用のカメラから得られる輝度波形の傾向は異なる。本発明では、輝度波形52(白-黒-白)、輝度波形57(黒-白-黒)、及び輝度波形62(V字-V字)のパターンを測定できる測定条件1~3を予め画像処理ユニットに設定しておき、該測定条件1~3によって画像処理を行うくことによって、測定を行う。 As described above, the tendency of the luminance waveform obtained from the camera for measurement differs depending on the magnitude relationship between the reflectances of the transparent films 47a to 47c and the transparent film 48. In the present invention, measurement conditions 1 to 3 that can measure the patterns of the luminance waveform 52 (white-black-white), the luminance waveform 57 (black-white-black), and the luminance waveform 62 (V-shaped-V-shaped) are imaged in advance. Measurement is performed by setting the processing unit and performing image processing under the measurement conditions 1 to 3.
 なお、通常、図5(c)の輝度波形に対する測定条件3では、コントラスト変化が小さいため、エッジの傾斜部でしか輝度信号の変化が現れない。このため、測定条件1(図5(a))や測定条件2(図5(b))の場合に比べて、輝度波形として認識するしきい値を低く設定する。しかし、しきい値を低く設定することにより誤測定(エッジと異なる部分を測定)が発生する可能性がある。このため、測定条件1及び測定条件2、等ではしきい値を誤測定が発生しない値に設定し、測定条件3より先に測定する。これによって、ある程度誤測定が発生しないようにすることが可能となる。
 また、測定条件3においても、しきい値を小さく設定しても、エッジ部の輝度波形が一旦下がった後、上がるため、誤測定を軽減できる。もし、エッジ部の輝度波形が一旦下がった後、上がらなければ、測定不可として、被測定対象をNGとすることができる。
Normally, under the measurement condition 3 for the luminance waveform in FIG. 5C, the contrast change is small, so that the luminance signal changes only at the edge slope. For this reason, the threshold value recognized as a luminance waveform is set lower than in the case of measurement condition 1 (FIG. 5A) and measurement condition 2 (FIG. 5B). However, erroneous measurement (measurement of a portion different from the edge) may occur by setting the threshold value low. For this reason, in the measurement conditions 1 and 2, etc., the threshold is set to a value at which no erroneous measurement occurs, and the measurement is performed before the measurement condition 3. Thus, it is possible to prevent erroneous measurement to some extent.
Even in the measurement condition 3, even if the threshold value is set small, the luminance waveform at the edge portion once decreases and then increases, so that erroneous measurement can be reduced. If the luminance waveform at the edge portion once decreases and does not increase, measurement is impossible and the object to be measured can be set to NG.
 なお、本発明の測定方法は、図1で説明した線幅測定装置において、画像処理ユニットの測定プログラム及び複数の登録パターンとによって実現可能である。 Note that the measurement method of the present invention can be realized by the measurement program of the image processing unit and a plurality of registered patterns in the line width measurement apparatus described in FIG.
 本発明によって測定する場合のアルゴリズムを、図6を用いて説明する。図6は、本発明の線幅測定方法の一実施例の処理動作を説明するためのフローチャートである。図6の処理は、画像処理ユニット(図1参照)が、図6の実施例に従って実行する。
 まず、予め、図5で説明したように、反射率若しくは透過率の大小関係に基づいて、輝度変化のパターン3種類を設定する(例えば、図5の輝度波形52、57、及び62)。そして、それらの輝度波形に対応する測定条件1~3を設定しておく。なお、この実施例では、それぞれの輝度変化のパターンについて、エッジを検出し、検出されたエッジ周辺に所定の大きさの画像処理ウィンドウを設定し、設定されたウィンドウ内で輝度パターンを登録している。
An algorithm for measurement according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing operation of an embodiment of the line width measuring method of the present invention. 6 is executed by the image processing unit (see FIG. 1) according to the embodiment of FIG.
First, as described with reference to FIG. 5, three types of luminance change patterns are set based on the magnitude relationship between reflectance or transmittance (for example, luminance waveforms 52, 57, and 62 in FIG. 5). Then, measurement conditions 1 to 3 corresponding to those luminance waveforms are set. In this embodiment, an edge is detected for each luminance change pattern, an image processing window having a predetermined size is set around the detected edge, and the luminance pattern is registered in the set window. Yes.
 まず、本発明の画像処理前に、被測定対象のパターンを測定するための画像を取得して、測定を開始する。
 ステップ601では、測定条件1を選択し、ステップ602に移行する。
 ステップ602では、選択された測定条件1によって、取得された画像から線幅測定を実行し、ステップ603に移行する。
 ステップ603では、対象画像について測定処理が終わっていない次の測定条件が設定されているか否かを判定し、否であればステップ605に移行し、設定されていれば、ステップ604に移行する。
 ステップ604では、次の測定条件を選択し、ステップ602に戻る。
First, before the image processing of the present invention, an image for measuring a pattern to be measured is acquired and measurement is started.
In step 601, measurement condition 1 is selected, and the process proceeds to step 602.
In step 602, line width measurement is executed from the acquired image according to the selected measurement condition 1, and the process proceeds to step 603.
In step 603, it is determined whether or not the next measurement condition for which the measurement process has not been completed for the target image is set. If not, the process proceeds to step 605. If it is set, the process proceeds to step 604.
In step 604, the next measurement condition is selected, and the process returns to step 602.
 ステップ605では、測定条件を示す番号nを1(n=1)に設定しステップ606に移行する。
 ステップ606では、測定条件nで測定ができた(測定がOK)か否(測定がNG)かを判定し、判定ができた場合はステップ609に移行し、否であればステップ607に移行する。
 ステップ607では、ステップ606で判定が済んでいない次の測定条件があるか否かを判定し、否であればステップ610に移行し、次の測定条件がある場合には、ステップ608に移行する。
In step 605, the number n indicating the measurement condition is set to 1 (n = 1), and the process proceeds to step 606.
In step 606, it is determined whether measurement is possible under measurement condition n (measurement is OK) or not (measurement is NG). If the determination is successful, the process proceeds to step 609. If not, the process proceeds to step 607. .
In step 607, it is determined whether or not there is a next measurement condition that has not been determined in step 606. If not, the process proceeds to step 610. If there is a next measurement condition, the process proceeds to step 608. .
 ステップ608では、測定条件を示す番号nに1を加えて新しいn(n=n+1)に設定しステップ606に移行する。
 ステップ609では、測定条件nの測定結果を採用して、測定を終了する。
 ステップ610では、測定ができなかったので、エラーコードをセットして測定処理を終了する。
In step 608, 1 is added to the number n indicating the measurement condition to set a new n (n = n + 1), and the process proceeds to step 606.
In step 609, the measurement result of measurement condition n is adopted and the measurement is terminated.
In step 610, since the measurement could not be performed, an error code is set and the measurement process is terminated.
 以上述べたように、全ての条件で測定を行う。測定条件1から順にチェックを行い、測定がOKであれば、その結果を採用し、NGであれば次の測定条件である測定条件2の結果を確認する。同様に測定がNGであれば測定条件3の測定結果を確認する。
 このように、設定された測定条件数分(図5、6の場合には、3条件)、測定がOKかNGかを順次確認し、判定で測定がOKである測定値を採用するものである。
As described above, measurement is performed under all conditions. Checks are performed in order from measurement condition 1. If the measurement is OK, the result is adopted, and if it is NG, the result of measurement condition 2 which is the next measurement condition is confirmed. Similarly, if the measurement is NG, the measurement result of measurement condition 3 is confirmed.
In this way, for the set number of measurement conditions (3 conditions in the case of FIGS. 5 and 6), whether the measurement is OK or NG is sequentially confirmed, and the measurement value that is OK in the determination is adopted. is there.
 なお、図6の実施例において、測定がOKかNGかの判定の方法を簡単に述べる。
(1)取得された画像から輝度波形を求め、その輝度波形からエッジを認識し、認識したエッジ部分について、予め設定されたスライスレベル位置(画素番地)を計算する(2点)。
(2)2つのスライスレベル位置(画素番地)間の画素長さを計算する。
(3)ヒストグラム処理する。
(4)画素寸法を測定値に変換する。
 以上(1)~(4)の処理が正常に実行された場合、測定がOKと判定し、正常に実行されなければ、測定がNGと判定する。
In the embodiment of FIG. 6, a method for determining whether the measurement is OK or NG will be briefly described.
(1) A luminance waveform is obtained from the acquired image, an edge is recognized from the luminance waveform, and a preset slice level position (pixel address) is calculated for the recognized edge portion (two points).
(2) The pixel length between two slice level positions (pixel addresses) is calculated.
(3) Histogram processing.
(4) Convert the pixel dimensions into measured values.
If the processes (1) to (4) are normally executed, the measurement is determined to be OK, and if the processes are not normally executed, the measurement is determined to be NG.
 上述の実施例によれば、線幅測定装置の液晶パターンの線幅測定用画像処理ソフトで被写体のコントラストが異なるパターンの線幅測定ににおいて、コントラストが安定していない、パターンの測定を行うことが可能となる。
 なお、図6の実施例では、全ての測定条件で測定した後、測定が行えた測定値を採用しているが、測定が成功した時点で、次の測定条件による測定は行わず、測定を終了しても良い。
According to the above-described embodiment, the line width measurement image processing software for the line width measurement of the line width measurement apparatus performs the measurement of the pattern in which the contrast is not stable in the line width measurement of the pattern having a different subject contrast. Is possible.
In the embodiment of FIG. 6, the measurement values that can be measured after measurement under all measurement conditions are adopted, but when measurement is successful, measurement is not performed under the following measurement conditions, and measurement is performed. You may end.
 上述の実施例では、登録される輝度波形パターンとそれに対応する測定条件が3種類であった。しかし、3種類に限る必要は無く、また、輝度波形パターン1に対して、測定条件が複数あっても良い。
 例えば、登録される輝度波形パターンを大小関係とする場合に、さらに2倍若しくは任意の倍率で区別しても良い。また、スライスレベルや輝度変化の大小、等、測定条件のパラメータが異なるようにすることで、1つの登録される輝度波形パターンに対して、複数の測定条件を設けるようにしても良い。
In the above embodiment, there are three types of registered luminance waveform patterns and corresponding measurement conditions. However, it is not necessary to limit to three types, and there may be a plurality of measurement conditions for the luminance waveform pattern 1.
For example, when the registered luminance waveform pattern has a magnitude relationship, the brightness waveform pattern may be further differentiated by two times or an arbitrary magnification. Also, a plurality of measurement conditions may be provided for one registered luminance waveform pattern by making the measurement condition parameters different, such as the slice level and the brightness change.
 1:CCTVカメラ、 2:自動調光アダプタ、 3:直筒、 4:投光管、 5:レボルバ、 6:対物レンズ、 7:ライトガイド、 8:試料台、 9:透過照明ヘッド、 10:ライトガイド、 11:反射照明光源ユニット、 12:透過照明光源ユニット、 13:画像処理ユニット、 14:モニタ、 15a、15b、15c、16:透明膜、 17:ガラス基板、 18、19、23、24、28、29:反射光、 20、25、30:輝度波形、21、22、26、27、31、32:輝度変化部、 33a、33b、34:透明膜、 35:ガラス基板、 36、37、41、42:透過光、 38、43:輝度波形、 39、40、44、45:輝度変化部、 46a、46b、46c:輝度変化の登録パターン、 47a、47b、47c、48:透明膜、 49:ガラス基板、 50、51、55、56、60、61:反射光、 52、57、62:輝度波形(輝度変化パターン)、 53、54、58、59、63、64:輝度変化部。 1: CCTV camera, 2: automatic dimming adapter, 3: straight tube, 4: floodlight tube, 5: revolver, 6: objective lens, 7: light guide, 8: sample stage, 9: transmission illumination head, 10: light Guide: 11: Reflection illumination light source unit, 12: Transmission illumination light source unit, 13: Image processing unit, 14: Monitor, 15a, 15b, 15c, 16: Transparent film, 17: Glass substrate, 18, 19, 23, 24, 28, 29: Reflected light, 20, 25, 30: Luminance waveform, 21, 22, 26, 27, 31, 32: Luminance changing portion, 33a, 33b, 34: Transparent film, 35: Glass substrate, 36, 37, 41, 42: Transmitted light, 38, 43: Luminance waveform, 39, 40, 44, 45: Luminance changing part, 46a, 46b, 46c: Registration pattern of luminance change 47a, 47b, 47c, 48: transparent film, 49: glass substrate, 50, 51, 55, 56, 60, 61: reflected light, 52, 57, 62: luminance waveform (luminance change pattern), 53, 54, 58 , 59, 63, 64: luminance change portions.

Claims (1)

  1.  透明膜のコントラスト変化に合わせて、複数の輝度変化パターンを登録し、登録された複数の輝度変化パターン毎に対応する測定条件を設定し、複数の測定条件で測定することを特徴とする線幅測定方法。 Line width characterized by registering multiple brightness change patterns according to the contrast change of the transparent film, setting measurement conditions corresponding to each of the registered multiple brightness change patterns, and measuring under multiple measurement conditions Measuring method.
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