JP3059602B2 - Micro line width measuring apparatus and method - Google Patents
Micro line width measuring apparatus and methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶基板及び半導体チ
ップ等の微細表面形状を複製する際の仕上がり寸法評価
を行う微小線幅測定装置及びその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine line width measuring apparatus and method for evaluating a finished dimension when replicating a fine surface shape such as a liquid crystal substrate and a semiconductor chip.
【０００２】[0002]
【従来の技術】微細表面形状のフォトリソグラフィによ
る製造では、製作したい狙い寸法通りに微細な加工が実
施されるかどうかを確認したり、パターンの重ね合わせ
のずれがないかを確認する微小寸法測定が行われてい
る。2. Description of the Related Art In photolithography manufacturing of a fine surface shape, a minute dimension measurement is performed to confirm whether a fine processing is performed according to a target dimension to be manufactured, and to confirm whether there is a displacement of pattern superposition. Has been done.
【０００３】微小寸法測定には、光学像を撮像したり、
レーザー超音波等を走査して得た画像データを演算処理
して行う、画像処理による方法及び装置が実現されてい
る。これらの画像処理は、近年、多値化データを用いた
濃淡処理に移行している。この濃淡画像処理により、１
つは画像から一部画像を指定し、そのデータを基に、別
画像内の類似部分を検出する方法及び装置があり、１つ
は画像上に測定ウィンドウを設定して、その測定ウィン
ドウ内の多値化データの変化を基に測定線幅の２端点を
決定し、画像上の長さを測定する方法及び装置がある。[0003] For microscopic measurement, an optical image is taken,
2. Description of the Related Art A method and an apparatus based on image processing for performing arithmetic processing on image data obtained by scanning with a laser ultrasonic wave or the like have been realized. In recent years, these image processings have shifted to shading processing using multi-valued data. By this gradation image processing, 1
One is a method and apparatus for designating a partial image from an image and detecting a similar part in another image based on the data. One is to set a measurement window on the image and to set a measurement window in the measurement window. There is a method and apparatus for determining two end points of a measurement line width based on a change in multilevel data and measuring a length on an image.
【０００４】画像処理を用いた微小線幅の測定では、画
像上の測定部位を特定する必要があり、一般には、処理
装置に対して、測定画像上での測定部位を人間が認識し
て、機械的な座標教示手段で位置合わせをして行われ
る。この画像上の測定部位への測定ウィンドウの位置合
わせを自動化する方法として、濃淡処理による画像内の
特定パターンの位置検出を行い、その特定パターンと測
定ウィンドウのずれ量を演算し、測定対象をステージ等
により移動して、特定パターンを測定ウィンドウに合わ
せ込む方法及び装置が実施されている。In the measurement of a fine line width using image processing, it is necessary to specify a measurement site on an image. In general, a human recognizes a measurement site on a measurement image with a processing device, The alignment is performed by mechanical coordinate teaching means. As a method for automating the alignment of the measurement window to the measurement site on this image, the position of a specific pattern in the image is detected by shading processing, the amount of deviation between the specific pattern and the measurement window is calculated, and the measurement target is set on the stage. For example, a method and an apparatus for adjusting a specific pattern to a measurement window by moving the image forming apparatus are implemented.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これまでの画像処理に
よる微小線幅測定では、画像上の測定部位を特定するた
め、測定画像上で測定ウィンドウを人間が位置合わせす
るか、測定対象を微小に移動して測定ウィンドウ内に位
置合わせする必要があり、いずれも位置合わせを行なう
機械的な補助手段が必要となっている。測定画像上で測
定ウィンドウを位置合わせする方法においては、画像処
理による特徴パターンの認識技術と、線幅の測定技術と
をリンクさせる簡便な方法が実現されていない事が、人
間の教示による補助手段を必要とする理由となる。In the conventional fine line width measurement by image processing, in order to specify a measurement site on an image, a person positions a measurement window on a measurement image or a measurement target is minutely adjusted. It is necessary to move and align within the measurement window, and all require mechanical assisting means for performing the alignment. In the method of aligning the measurement window on the measurement image, a simple method of linking the feature pattern recognition technology by image processing and the line width measurement technology has not been realized. That is why you need.
【０００６】本発明の微小線幅測定装置及びその方法は
このような課題に着目してなされたものであり、その目
的とするところは、画像処理による特徴パターン認識技
術と、線幅の測定技術とをリンクさせた簡便な方法によ
り、測定ウィンドウの画面内での位置合わせのための機
械的な座標教示手段を不要とし、且つ、測定対象の微小
な移動による測定ウィンドウ内への測定部位の位置合わ
せより低い精度の機械的補助手段による測定を可能にし
た微小線幅測定装置及びその方法を提供することにあ
る。The minute line width measuring apparatus and method of the present invention have been made in view of such a problem, and the object thereof is to recognize a characteristic pattern by image processing and a line width measuring technique. A simple method of linking the measurement window eliminates the need for mechanical coordinate teaching means for positioning the measurement window on the screen, and the position of the measurement site in the measurement window due to minute movement of the measurement target. It is an object of the present invention to provide a fine line width measuring apparatus and a method thereof that enable measurement by mechanical auxiliary means with lower accuracy than alignment.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の微小線幅測定装置は、測定対象の表面形
状を２次元平面上に結像する結像手段と、この結像によ
って得られた画像情報を電気信号に変換する撮像手段
と、前記電気信号の信号レベルに応じて多値化された数
値データを発生する入力処理手段と、前記数値データを
一時記憶するフレームメモリ手段と、画像データ等を演
算処理する演算処理手段と、画像データ及び演算データ
を記憶する記憶手段と、画像データ及び演算データを出
力する出力手段と、前記演算処理手段への指示を入力す
る入力手段とを具備する微小線幅測定装置において、液
晶パネル基板や半導体チップの表面形状における微小線
幅測定対象の測定画像中の特徴的な一部画像を特徴モデ
ルとして抽出し、その一部画像の特定座標を基準に、測
定したい線幅位置に測定ウィンドウを設置し、基準から
のオフセット量を測定ウィンドウ・オフセット座標とし
て求め、さらに線幅測定のためのパラメータを決定し
て、前記特徴モデル、測定ウィンドウ・オフセット座
標、パラメータに関する３つのデータを１つのデータセ
ットとしてあらかじめ登録しておき、登録時と同一の測
定対象の測定において、登録してあるデータセットを用
いて、特徴モデルと最も類似した測定画像の一部を検出
し、その特定座標を基準に、測定ウィンドウ・オフセッ
ト座標分だけ移動した座標に測定ウィンドウを設置し、
測定パラメータに従った測定を行う手段を具備する。In order to achieve the above object, a minute line width measuring apparatus according to the present invention comprises: an image forming means for forming an image of a surface shape of a measuring object on a two-dimensional plane; Imaging means for converting image information obtained by the above into an electric signal, input processing means for generating multi-valued numerical data according to the signal level of the electric signal, and frame memory means for temporarily storing the numerical data Arithmetic processing means for performing arithmetic processing on image data and the like; storage means for storing image data and arithmetic data; output means for outputting image data and arithmetic data; and input means for inputting instructions to the arithmetic processing means In a minute line width measuring apparatus having the following, a characteristic partial image in a measurement image of a minute line width measurement object on a surface shape of a liquid crystal panel substrate or a semiconductor chip is extracted as a feature model, and Based on the specific coordinates of the partial image, a measurement window is set at a line width position to be measured, an offset amount from the reference is obtained as a measurement window offset coordinate, and a parameter for line width measurement is further determined. Three data relating to the feature model, the measurement window / offset coordinates, and the parameters are registered in advance as one data set, and in the measurement of the same measurement target at the time of registration, the feature model and the registered data set are used. A part of the most similar measurement image is detected, and a measurement window is set at coordinates moved by the measurement window offset coordinates based on the specific coordinates,
There is provided a means for performing measurement according to the measurement parameter.
【０００８】さらに、本発明の微小線幅測定方法は、測
定対象の表面形状を２次元平面上に結像する工程と、こ
の結像によって得られた画像情報を電気信号に変換する
工程と、前記電気信号の信号レベルに応じて多値化され
た数値データを発生する工程と、前記数値データを一時
記憶する工程と、画像データ等を演算処理する工程と、
画像データ及び演算データを記憶する工程と、画像デー
タ及び演算データを出力する工程と、前記演算処理手段
への指示を入力する工程とを具備する微小線幅測定方法
において、液晶パネル基板や半導体チップの表面形状に
おける微小線幅測定対象の測定画像中の特徴的な一部画
像を特徴モデルとして抽出し、その一部画像の特定座標
を基準に、測定したい線幅位置に測定ウィンドウを設置
し、基準からのオフセット量を測定ウィンドウ・オフセ
ット座標として求め、さらに線幅測定のためのパラメー
タを決定して、前記特徴モデル、測定ウィンドウ・オフ
セット座標、パラメータに関する３つのデータを１つの
データセットとしてあらかじめ登録しておき、登録時と
同一の測定対象の測定において、登録してあるデータセ
ットを用いて、特徴モデルと最も類似した測定画像の一
部を検出し、その特定座標を基準に、測定ウィンドウ・
オフセット座標分だけ移動した座標に測定ウィンドウを
設置し、測定パラメータに従った測定を行う。Further, the method for measuring a fine line width according to the present invention includes a step of forming an image of a surface shape of a measuring object on a two-dimensional plane, a step of converting image information obtained by the image formation into an electric signal, A step of generating multivalued numerical data according to the signal level of the electric signal, a step of temporarily storing the numerical data, and a step of performing arithmetic processing on image data and the like,
A micro line width measuring method comprising: a step of storing image data and operation data; a step of outputting image data and operation data; and a step of inputting an instruction to the operation processing means. Extract the characteristic partial image in the measurement image of the micro line width measurement target in the surface shape of the as a feature model, set the measurement window at the line width position to be measured, based on the specific coordinates of the partial image, The amount of offset from the reference is obtained as measurement window offset coordinates, and parameters for line width measurement are determined. The three data relating to the feature model, measurement window offset coordinates, and parameters are registered in advance as one data set. In the measurement of the same measurement target at the time of registration, use the registered data set Detecting a portion of the model most similar measurement image, based on the specific coordinates, measured window
A measurement window is set at coordinates moved by the offset coordinates, and measurement is performed according to the measurement parameters.
【０００９】[0009]
【作用】すなわち、本発明の微小線幅測定装置及びその
方法においては、液晶パネル基板や半導体チップの表面
形状における微小線幅測定対象の測定画像中の特徴的な
一部画像を特徴モデルとして抽出する。そして、その一
部画像の特定座標を基準に測定したい線幅位置に測定ウ
ィンドウを設置し、基準からのオフセット量を測定ウィ
ンドウ・オフセット座標として求める。さらに線幅測定
のためのパラメータを決定して、前記特徴モデル、測定
ウィンドウ・オフセット座標、パラメータに関する３つ
のデータを１つのデータセットとしてあらかじめ登録し
ておく。次に、登録時と同一の測定対象の測定におい
て、登録してあるデータセットを用いて、特徴モデルと
最も類似した測定画像の一部を検出し、その特定座標を
基準に、測定ウィンドウ・オフセット座標分だけ移動し
た座標に測定ウィンドウを設置し、測定パラメータに従
った測定を行う。That is, in the minute line width measuring apparatus and method according to the present invention, a characteristic partial image in a measurement image of a minute line width measuring object in the surface shape of a liquid crystal panel substrate or a semiconductor chip is extracted as a characteristic model. I do. Then, a measurement window is set at a line width position where measurement is desired based on the specific coordinates of the partial image, and an offset amount from the reference is obtained as a measurement window offset coordinate. Further, parameters for line width measurement are determined, and three data items relating to the feature model, measurement window / offset coordinates, and parameters are registered in advance as one data set. Next, in the measurement of the same measurement target as at the time of registration, a part of the measurement image most similar to the feature model is detected using the registered data set, and the measurement window offset is determined based on the specific coordinates. A measurement window is set at the coordinates moved by the coordinates, and measurement is performed according to the measurement parameters.
【００１０】[0010]
【実施例】まず、本発明の一実施例の概略を説明する。
すなわち、本実施例においては、図２に示すように、測
定対象部１２（液晶基板や半導体チップ）の表面形状を
結像手段１１により撮像部１０に結像させて得た画像情
報を入力段処理部３により多値化データとして、フレー
ムメモリ４に１時記憶し、これを処理及び記憶部５によ
って演算処理する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of the present invention will be outlined.
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, image information obtained by imaging the surface shape of the measurement target section 12 (liquid crystal substrate or semiconductor chip) on the imaging section 10 by the imaging section 11 is input to the input stage. The processing unit 3 temporarily stores the data as multi-valued data in the frame memory 4, and the arithmetic processing is performed by the processing and storage unit 5.
【００１１】次に、表面形状の微小線幅測定において、
フレームメモリ４に１時記憶した画像データに対して、
画像上の特徴ある一部分を指定し、画像上の座標を得
て、その座標を基準に測定ウィンドウの座標のオフセッ
ト座標を得て、線幅測定を行なうパラメータと共に、記
憶装置１にデータセットとして記憶する。これは、図１
の線幅測定登録処理工程すなわち、ステップＮ３，Ｎ
４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７に対応する。Next, in the measurement of the fine line width of the surface shape,
For the image data temporarily stored in the frame memory 4,
A characteristic part on the image is designated, the coordinates on the image are obtained, the offset coordinates of the coordinates of the measurement window are obtained based on the coordinates, and the parameters for performing the line width measurement are stored as a data set in the storage device 1 together with the parameters for line width measurement. I do. This is shown in FIG.
Line width measurement registration process, ie, steps N3 and N
4, N5, N6, and N7.
【００１２】次に、登録時の測定対象物の表面形状と相
似の測定対象における記憶装置１からのデータセットを
読み出し、処理及び記憶部５によって新たにフレームメ
モリ４に１時記憶した画像データから、データセットに
保存されていた特徴モデル画像に良く一致する部分を描
出し、その画像上の座標を演算し、この座標から、測定
ウィンドウ・オフセット座標だけ移動した点に、測定ウ
ィンドウを設置し、線幅測定を行なう。これは、図１の
線幅測定処理工程すなわち、ステップＮ９，Ｎ１０，Ｎ
１１，Ｎ１２，Ｎ１３に対応する。以下に、第１実施例
について説明する。Next, a data set from the storage device 1 for a measurement object similar to the surface shape of the measurement object at the time of registration is read out from the image data newly stored in the frame memory 4 temporarily by the processing and storage unit 5. Draw a portion that matches well with the feature model image saved in the data set, calculate the coordinates on that image, and set the measurement window at a point moved from this coordinate by the measurement window offset coordinate, Perform line width measurement. This corresponds to the line width measuring process in FIG. 1, that is, steps N9, N10, N
11, N12 and N13. Hereinafter, the first embodiment will be described.
【００１３】図１は、第１実施例における微小線幅測定
方法の登録処理と測定処理を示すフローチャートであ
る。記憶装置１は、前記２つの処理について登録したデ
ータセットと、測定するとき使用するデータセットが同
一である事を示すために図示したものである。この記憶
装置１は記憶装置８の部分として存在する。本実施例の
線幅測定方法は余め線幅測定登録処理を行なっておき、
その後に線幅測定処理を行なう。FIG. 1 is a flowchart showing a registration process and a measurement process of the minute line width measuring method in the first embodiment. The storage device 1 is illustrated to show that the data set registered for the two processes and the data set used for measurement are the same. This storage device 1 exists as a part of the storage device 8. The line width measurement method of the present embodiment performs extra line width measurement registration processing,
Thereafter, a line width measurement process is performed.
【００１４】線幅測定登録処理は、登録する測定データ
セットをあらかじめ指定（ステップＮ１）し、測定対象
１２の画像を結像手段１１、撮像部１０、入力段手段３
を介して、フレームメモリ４に画像データとして取り込
む。フレームメモリ４は図３（Ａ）、（Ｂ）の様に２次
元座標に画像をマッピングした形式の多値画像データと
して一時記憶される。フレームメモリ４の１画素分のデ
ータは、座標に対応する多値データであり、濃淡画像処
理が可能となる。In the line width measurement registration process, a measurement data set to be registered is specified in advance (step N1), and an image of the measurement object 12 is formed by the imaging unit 11, the imaging unit 10, and the input stage unit 3.
Through the memory device 4 as image data. The frame memory 4 is temporarily stored as multi-valued image data in a form in which an image is mapped to two-dimensional coordinates as shown in FIGS. The data for one pixel in the frame memory 4 is multi-valued data corresponding to the coordinates, and grayscale image processing can be performed.
【００１５】図４は、ステップ（Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５）の
工程を測定画像の模式図として説明したものである。ま
ず、特徴モデル画像指定（ステップＮ３）は、図４
（Ａ）の画像において、特徴モデル１４ａとして、手動
カーソルにより教示する。この特徴モデル１４ａのある
１点を基準座標１４ｃとして、２次元座標（Ｘ，Ｙ）を
得る事ができる。特徴モデル１４ａは、画像データとし
て座標と多値データの組合わせとして、特徴モデルデー
タ１４ｂとして、フレームメモリ４から抽出される。特
徴モデルデータ１４ｂはフレームメモリ４から処理及び
記憶部５に一時記憶される。次に手動カーソルにより線
幅測定ウィンドウ部１５ａを測定線幅１７を指定する位
置に設定（ステップＮ４）する。これにより、線幅測定
ウィンドウのある１点の座標１５Ｃ（Ｃｘ，Ｃｙ）を得
る。基準座標１４Ｃ（Ｘ，Ｙ）からの１５Ｃ（Ｃｘ，Ｃ
ｙ）の差を、測定ウィンドウ・オフセット座標（Ｘｊ，
Ｙｊ）として得るため、 Ｘｊ＝Ｘ−Ｃｘ Ｙｊ＝Ｙ−Ｃｙ …（１）FIG. 4 illustrates the process of step (N3, N4, N5) as a schematic diagram of a measurement image. First, the feature model image designation (step N3) is performed as shown in FIG.
In the image of (A), the feature model 14a is taught by a manual cursor. Two-dimensional coordinates (X, Y) can be obtained using one point of the feature model 14a as the reference coordinates 14c. The feature model 14a is extracted from the frame memory 4 as feature model data 14b as a combination of coordinates and multi-value data as image data. The feature model data 14b is temporarily stored in the processing and storage unit 5 from the frame memory 4. Next, the line width measurement window 15a is set to a position where the measurement line width 17 is designated by the manual cursor (step N4). Thereby, the coordinates 15C (Cx, Cy) of one point in the line width measurement window are obtained. 15C (Cx, C) from reference coordinates 14C (X, Y)
y) is calculated using the measurement window offset coordinates (Xj,
Xj = X−Cx Yj = Y−Cy (1)
【００１６】なる演算処理を行なう（ステップＮ１
５）。図４（Ｃ）に示した、（ｘj ，ｙj）が測定ウィ
ンドウ・オフセット座標である。特徴モデルデータ１４
ｂ、測定ウィンドウ・オフセット座標（ｘj ，ｙj ）及
びステップＮ６で得た線幅測定パラメータをデータセッ
トとして記憶装置１に記憶する（ステップＮ７）。これ
で線幅測定登録処理が完了する。(Step N1)
5). (X j , y j ) shown in FIG. 4C is the measurement window offset coordinate. Feature model data 14
b, the measurement window offset coordinates (x j , y j ) and the line width measurement parameter obtained in step N6 are stored in the storage device 1 as a data set (step N7). This completes the line width measurement registration process.
【００１７】線幅測定処理は、図４（Ａ）の表面形状の
複製に対して行なう場合に、登録先のデータセット指定
（ステップＮ８）を行ない、記憶先の記憶装置１からデ
ータセットを処理及び記憶部５に読み出す（ステップＮ
９）。When the line width measurement processing is performed on the copy of the surface shape shown in FIG. 4A, the data set of the registration destination is designated (step N8), and the data set is processed from the storage device 1 of the storage destination. And read it into the storage unit 5 (step N
9).
【００１８】登録処理時と同じ手順で、フレームメモリ
４に測定画像を一時記憶する（ステップＮ１０）。フレ
ームメモリ４上のデータとデータセットから読み出し済
の特徴モデルデータ１４ｂと比較演算を処理及び記憶部
５で行ない、合致判定して、合致した部分のある１点の
座標１４Ｃが基準座標（Ｘ，Ｙ）として得られる。この
ため、測定画面内に特徴モデル画像１４ａが存在すれば
良いことになる（ステップＮ１１）。この基準座標
（Ｘ，Ｙ）に測定ウィンドウ・オフセット座標（ｘj ，
ｙj ）を和すと、 Ｃｘ＝Ｘ＋Ｘｊ Ｃｙ＝Ｙ＋Ｙｊ …（２）The measurement image is temporarily stored in the frame memory 4 in the same procedure as the registration process (step N10). The data in the frame memory 4 and the feature model data 14b read from the data set are compared with the processing and storage unit 5 to determine the match, and the coordinates 14C of one point having the matched part are set as the reference coordinates (X, Y). Therefore, it is sufficient that the feature model image 14a exists in the measurement screen (step N11). The measurement window offset coordinates (x j ,
y j ), Cx = X + Xj Cy = Y + Yj (2)
【００１９】線幅測定ウィンドウ１５ｂがフレームメモ
リ４上の画像データに対して再現される（ステップＮ１
２）。これにより測定線幅１７の測定が、線幅測定パラ
メータを使い実行される（ステップＮ１３）。測定結果
は出力装置９に出力される（ステップＮ１４）。The line width measurement window 15b is reproduced for the image data on the frame memory 4 (step N1).
2). Thereby, the measurement of the measurement line width 17 is executed using the line width measurement parameters (step N13). The measurement result is output to the output device 9 (Step N14).
【００２０】以上から、特徴モデル画像１４ａ及び測定
対象部位１６が包括される画像データからの測定線幅１
７の測定が、手動カーソル等による画像上の教示手段な
しに実行可能となる。As described above, the measurement line width 1 from the image data including the feature model image 14a and the measurement target portion 16 is obtained.
7 can be performed without teaching means on an image by a manual cursor or the like.
【００２１】以上の説明から明らかなように、本発明の
第１実施例においては、微小線幅測定時の測定画像上で
の測定ウィンドウの位置合わせを行うための機械的な座
標教示手段を不要としている。As is apparent from the above description, the first embodiment of the present invention does not require mechanical coordinate teaching means for aligning the measurement window on the measurement image at the time of measuring the fine line width. And
【００２２】なお、線幅測定ウィンドウ１５の測定方向
等は測定パラメータにより決定されるものであり、本実
施例に限定される事はない。また、登録処理の画像と測
定処理の画像は、同一であるか、類似していれば良く、
表面形状の複製の測定が可能となる。加えて、測定ウィ
ンドウ１５は、２次元のエリアであっても、１次元の画
素配列であっても良い。以下に第２実施例について説明
する。The measurement direction and the like of the line width measurement window 15 are determined by the measurement parameters, and are not limited to the present embodiment. In addition, the image of the registration process and the image of the measurement process may be the same or similar,
It is possible to measure the replica of the surface shape. In addition, the measurement window 15 may be a two-dimensional area or a one-dimensional pixel array. Hereinafter, a second embodiment will be described.
【００２３】第１実施例は、一つの特徴モデル画像デー
タに対して一つの微小線幅測定を行う場合において、機
械的な座標教示手段を使用することなしに測定画像上で
の測定ウィンドウの位置合わせを行う例を示している。
この方法を示す図１のフローチャートを、図５，６の測
定登録処理と図７，８の微小線幅測定処理のフローチャ
ートとすることで、一つの特徴モデル画像に対して、複
数の微小線幅測定が可能になる。In the first embodiment, when one minute line width measurement is performed on one feature model image data, the position of the measurement window on the measurement image without using mechanical coordinate teaching means. The example which performs matching is shown.
By using the flowchart of FIG. 1 showing this method as a flowchart of the measurement registration processing of FIGS. 5 and 6 and the fine line width measurement processing of FIGS. 7 and 8, a plurality of minute line widths can be obtained for one feature model image. Measurement becomes possible.
【００２４】登録先測定データ・セットの指定（ステッ
プＮ１５）により、複数の微小線幅測定も一括のデータ
・セットとして扱う。測定用の画像取り込みを行ない
（ステップＮ１６）、画像内の特徴モデルを指定する
（ステップＮ１７）。図９の模式図の特徴画像１８ｂを
含む特徴モデルデータ１８ａが指定されると、ある１つ
の座標を基準座標１８Ｃ（Ｘ，Ｙ）として、以後の登録
の測定ウィンドウ・オフセット座標の基準座標とする
（ステップＮ１８）。By specifying a registration destination measurement data set (step N15), a plurality of minute line width measurements are also treated as a collective data set. An image for measurement is captured (step N16), and a feature model in the image is designated (step N17). When the feature model data 18a including the feature image 18b in the schematic diagram of FIG. 9 is designated, one coordinate is set as the reference coordinates 18C (X, Y) and is used as the reference coordinates of the measurement window offset coordinates for the subsequent registration. (Step N18).
【００２５】測定する対象１９及び２２の複数の対象が
あった場合、まず、変数ｉを１として（ステップＮ１
９）、対象１９に対して測定ウィンドウ２０を指定する
（ステップＮ２０）。基準座標１８Ｃ（Ｘ，Ｙ）からの
測定ウィンドウ２０ｂ（Ｃｘ1，Ｃｙ2 ）の差を、対象
１９の測定線幅２１の測定ウィンドウの測定ウィンドウ
・オフセット座標（ｘ1 ，ｙ1 ）とする（ステップＮ２
１）。これは、第１実施例の式（１）に準ずる。When there are a plurality of objects 19 and 22 to be measured, first, a variable i is set to 1 (step N1).
9) Specify the measurement window 20 for the target 19 (step N20). Reference coordinates 18C (X, Y) the difference between the measurement window 20b (Cx 1, Cy 2) from, the measurement window offset coordinates of the measuring window of the measuring line width 21 of the target 19 (x 1, y 1) ( Step N2
1). This is in accordance with the equation (1) in the first embodiment.
【００２６】次に、測定線幅の測定パラメータを指定し
（ステップＮ２２）、ｉ番目の測定データとして、測定
ウィンドウ・オフセット座標と測定パラメータを、演算
及び記憶部５に一時記憶する。ｉが上限値となるまで、
ｉを１づつ増し（ステップＮ２５）ながら、ステップ
（Ｎ２０〜Ｎ２４）を繰り返す。これによりｉが２の場
合、図９の場合、対象１９及び２２に対して、測定ウィ
ンドウ・オフセット座標（ｘ1 ，ｙ1 ）、（ｘ2 ，
ｙ2 ）が決まり、測定線幅２１及び２４の測定データと
ともに、演算及び記憶部５に一時記憶される。これと、
特徴モデル画像データと合わせ、登録先測定データセッ
トとして、記憶装置８に記憶する（ステップＮ２６）。Next, the measurement parameter of the measurement line width is specified (step N22), and the measurement window offset coordinate and the measurement parameter are temporarily stored in the calculation and storage unit 5 as the i-th measurement data. Until i reaches the upper limit,
The steps (N20 to N24) are repeated while increasing i by one (step N25). Accordingly, when i is 2, in the case of FIG. 9, the measurement window offset coordinates (x 1 , y 1 ), (x 2 ,
y 2 ) is determined, and is temporarily stored in the calculation and storage unit 5 together with the measurement data of the measurement line widths 21 and 24. This and
Together with the characteristic model image data, the data is stored in the storage device 8 as a registration destination measurement data set (step N26).
【００２７】この登録後、測定処理として、登録済測定
データ・セットを選択し（ステップＮ２７）、記憶装置
８より登録済測定データセットを演算及び記憶部５に読
み出す（ステップＮ２８，Ｎ２９）。次に測定する対象
のある画像を取り込み、ステップＮ２９で読み込んだ特
徴モデル画像データと良く合致する部分画像を検出する
（ステップＮ３１）。合致したデータがない場合、以降
の測定は無意味なため、合致有無のレベル判定を行なう
（ステップＮ３２）。After the registration, as a measurement process, a registered measurement data set is selected (step N27), and the registered measurement data set is read from the storage device 8 to the calculation and storage unit 5 (steps N28, N29). Next, an image to be measured is fetched, and a partial image that matches well with the feature model image data read in step N29 is detected (step N31). If there is no matched data, since the subsequent measurement is meaningless, the level of the presence or absence of a match is determined (step N32).
【００２８】ここで図９を測定の模式図とすると、取り
込み画像上の特徴モデルと合致した部分画像を１８ａと
し、基準点座標１８ｃ（Ｘ，Ｙ）を演算し（ステップＮ
３３）、演算及び記憶部５に一時記憶する（ステップＮ
３４）。測定データ・セットには、対象１９及び２２の
測定したい線幅２１及び２４の２つの測定パラメータが
あり、これから、変数ｉの上限値を２とし、変数ｉを１
として、対象１９の測定処理からはじめる（ステップＮ
３６）。If FIG. 9 is a schematic diagram of the measurement, a partial image matching the feature model on the captured image is set to 18a, and reference point coordinates 18c (X, Y) are calculated (step N).
33), and temporarily store it in the calculation and storage unit 5 (step N).
34). The measurement data set has two measurement parameters of the line widths 21 and 24 of the objects 19 and 22 to be measured. From this, the upper limit value of the variable i is set to 2 and the variable i is set to 1
As the measurement process of the object 19 (step N
36).
【００２９】測定ウィンドウ２０を、基準座標（Ｘ，
Ｙ）と測定ウィンドウ・オフセット座標（ｘ1 ，ｙ1 ）
の和から、座標２０ｂ（Ｃｘ1 ，Ｃｙ2 ）に開き（ステ
ップＮ３７，３８，３９）、測定パラメータに従って、
測定線幅２１を測定し、結果を演算及び記憶５に一時記
憶する（ステップＮ３９）。次にｉが上限値でないため
（ステップＮ４０）、ｉを１増して（ステップＮ４
２）、ステップ（Ｎ３６〜Ｎ３９）の測定処理を対象２
２に対し行なう。ｉが上限値まで測定されたら、これま
で一時記憶した測定結果を出力装置９に対し行なう（ス
テップＮ４１）。The measurement window 20 is defined by reference coordinates (X,
Y) and measurement window offset coordinates (x 1 , y 1 )
From the sum of the coordinates to open to coordinates 20b (Cx 1 , Cy 2 ) (steps N37, N38, N39), and according to the measurement parameters,
The measurement line width 21 is measured, and the result is temporarily stored in the calculation and storage 5 (step N39). Next, since i is not the upper limit value (step N40), i is incremented by 1 (step N4).
2) Targeting the measurement processing in steps (N36 to N39) 2
Perform for 2. When i is measured to the upper limit, the measurement result temporarily stored so far is output to the output device 9 (step N41).
【００３０】以上の説明から明らかなように、第２実施
例においては、ひとつの特徴モデル画像を用いて、画面
への機械的な教示手段なしに複数の対象線幅の測定を行
うことが可能となる。As is clear from the above description, in the second embodiment, it is possible to measure a plurality of target line widths using one feature model image without mechanically teaching the screen. Becomes
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
晶基板及び半導体チップ等の微細表面形状を複製する際
の仕上がり寸法評価を行なう微小線幅測定装置及びその
方法において、あらかじめ登録処理を行なっておく事
で、画像上の測定部位を機械的な座標教示手段で測定画
像上での測定ウィンドウの位置合わせをする事なく、登
録時に指定した微小寸法測定が実現される。As described above, according to the present invention, in a fine line width measuring apparatus and a method for evaluating a finished dimension when replicating a fine surface shape such as a liquid crystal substrate and a semiconductor chip, registration processing is performed in advance. By performing the measurement, the minute dimension measurement specified at the time of registration is realized without aligning the measurement window on the measurement image with the mechanical coordinate teaching means for the measurement site on the image.
【図１】本発明の第１実施例における微小線幅測定方法
の登録処理と測定処理を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a registration process and a measurement process of a minute line width measuring method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例における微小線幅測定装置
の一構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a minute line width measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図３】画像データがフレームメモリに記憶される形態
を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a form in which image data is stored in a frame memory.
【図４】ステップ（Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５）の工程を測定画
像の模式図として説明したものである。FIG. 4 is a diagram illustrating a process of steps (N3, N4, N5) as a schematic diagram of a measurement image.
【図５】測定登録処理の工程の一部を示すフローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart illustrating a part of a process of a measurement registration process.
【図６】測定登録処理の工程の一部を示すフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a part of a process of a measurement registration process.
【図７】測定処理の工程の一部を示すフローチャートで
ある。FIG. 7 is a flowchart showing a part of a process of a measurement process.
【図８】測定処理の工程の一部を示すフローチャートで
ある。FIG. 8 is a flowchart showing a part of a process of a measurement process.
【図９】第２実施例における測定画像の模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a measurement image in the second embodiment.
１…記憶装置、２…測定処理装置本体、３…入力段処理
部、４…フレームメモリ、５…処理及び記憶部、６…入
出力処理部、７…入力装置、８…記憶装置、９…出力装
置、１０…撮像部、１１…結像手段、１２…測定対象
部、１３…画像メモリ、１４…特徴モデル画像、１５…
線幅測定ウインドウ部、１６…測定対象部位、１７…測
定線幅、１８…特徴モデル画像、１９…測定対象部位
（ｉ＝１）、２０…線幅測定ウインドウ（ｉ＝１）、２
１…測定線幅、２２…測定対象部位（ｉ＝２）、２３…
線幅測定ウインドウ（ｉ＝２）、２４…測定線幅（ｉ＝
２）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Storage device, 2 ... Measurement processing apparatus main body, 3 ... Input stage processing part, 4 ... Frame memory, 5 ... Processing and storage part, 6 ... Input / output processing part, 7 ... Input device, 8 ... Storage device, 9 ... Output device, 10: imaging unit, 11: imaging means, 12: measurement target unit, 13: image memory, 14: feature model image, 15:
Line width measurement window portion, 16: measurement target portion, 17: measurement line width, 18: feature model image, 19: measurement target portion (i = 1), 20: line width measurement window (i = 1), 2
1: Measurement line width, 22: Measurement target site (i = 2), 23:
Line width measurement window (i = 2), 24... Measurement line width (i =
2).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 綱範 奈良県天理市櫟本町2613番地の１ ラポ ール天理750号室 (56)参考文献 特開 平４−295748（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−198310（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 G06T 1/00 G06T 7/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsunori Kito 1-Lapor Tenri 750 Room, 2613 Ichihoncho, Tenri City, Nara Prefecture (56) References JP-A-4-295748 (JP, A) JP-A Heihei 2-198310 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01N 21/84-21/958 G06T 1/00 G06T 7/00
Claims (2)
像する結像手段と、 この結像によって得られた画像情報を電気信号に変換す
る撮像手段と、 前記電気信号の信号レベルに応じて多値化された数値デ
ータを発生する入力処理手段と、 前記数値データを一時記憶するフレームメモリ手段と、 画像データ等を演算処理する演算処理手段と、 画像データ及び演算データを記憶する記憶手段と、 画像データ及び演算データを出力する出力手段と、 前記演算処理手段への指示を入力する入力手段と、を具
備する微小線幅測定装置において、 液晶パネル基板や半導体チップの表面形状における微小
線幅測定対象の測定画像中の特徴的な一部画像を特徴モ
デルとして抽出し、 その一部画像の特定座標を基準に、測定したい線幅位置
に測定ウィンドウを設置し、基準からのオフセット量を
測定ウィンドウ・オフセット座標として求め、 さらに線幅測定のためのパラメータを決定して、前記特
徴モデル、測定ウィンドウ・オフセット座標、パラメー
タに関する３つのデータを１つのデータセットとしてあ
らかじめ登録しておき、 登録時と同一の測定対象の測定において、登録してある
データセットを用いて、特徴モデルと最も類似した測定
画像の一部を検出し、その特定座標を基準に、測定ウィ
ンドウ・オフセット座標分だけ移動した座標に測定ウィ
ンドウを設置し、測定パラメータに従った測定を行う手
段を具備することを特徴とする微小線幅測定装置。An imaging unit configured to image a surface shape of a measurement target on a two-dimensional plane; an imaging unit configured to convert image information obtained by the imaging into an electric signal; and a signal level of the electric signal. Input processing means for generating multi-valued numerical data in response thereto, frame memory means for temporarily storing the numerical data, operation processing means for performing arithmetic processing on image data and the like, and storage for storing image data and operation data Means for outputting image data and operation data; and input means for inputting an instruction to the operation processing means, wherein a minute line width in the surface shape of the liquid crystal panel substrate or the semiconductor chip is provided. Extract a characteristic partial image in the measurement image of the line width measurement target as a feature model, and set the measurement window at the line width position to be measured based on the specific coordinates of the partial image. Is set, and the offset amount from the reference is obtained as a measurement window offset coordinate. Further, parameters for line width measurement are determined, and the three data related to the feature model, the measurement window offset coordinate, and the parameter are combined into one data. Registered in advance as a set, in the measurement of the same measurement target at the time of registration, using the registered data set, detect a part of the measurement image that is most similar to the feature model, and based on the specific coordinates And a means for setting a measurement window at coordinates moved by the measurement window offset coordinates and performing a measurement in accordance with the measurement parameters.
像する工程と、 この結像によって得られた画像情報を電気信号に変換す
る工程と、 前記電気信号の信号レベルに応じて多値化された数値デ
ータを発生する工程と、 前記数値データを一時記憶する工程と、 画像データ等を演算処理する工程と、 画像データ及び演算データを記憶する工程と、 画像データ及び演算データを出力する工程と、 前記演算処理手段への指示を入力する工程と、を具備す
る微小線幅測定方法において、 液晶パネル基板や半導体チップの表面形状における微小
線幅測定対象の測定画像中の特徴的な一部画像を特徴モ
デルとして抽出し、 その一部画像の特定座標を基準に、測定したい線幅位置
に測定ウィンドウを設置し、基準からのオフセット量を
測定ウィンドウ・オフセット座標として求め、 さらに線幅測定のためのパラメータを決定して、前記特
徴モデル、測定ウィンドウ・オフセット座標、パラメー
タに関する３つのデータを１つのデータセットとしてあ
らかじめ登録しておき、 登録時と同一の測定対象の測定において、登録してある
データセットを用いて、特徴モデルと最も類似した測定
画像の一部を検出し、その特定座標を基準に、測定ウィ
ンドウ・オフセット座標分だけ移動した座標に測定ウィ
ンドウを設置し、測定パラメータに従った測定を行うこ
とを特徴とする微小線幅測定方法。A step of forming an image of a surface shape of a measurement target on a two-dimensional plane; a step of converting image information obtained by the image formation into an electric signal; A step of generating digitized numerical data; a step of temporarily storing the numerical data; a step of performing arithmetic processing on image data and the like; a step of storing image data and arithmetic data; and outputting the image data and arithmetic data And a step of inputting an instruction to the arithmetic processing means. The method for measuring a fine line width in a measurement image of a fine line width measurement target in a surface shape of a liquid crystal panel substrate or a semiconductor chip. A partial image is extracted as a feature model, a measurement window is set at the line width position to be measured based on the specific coordinates of the partial image, and the offset amount from the reference is measured. Determined as offset coordinates, determine parameters for line width measurement, and register in advance three data items related to the feature model, measurement window / offset coordinates, and parameters as one data set. In the measurement of the measurement target, a part of the measurement image that is most similar to the feature model is detected using the registered data set, and the coordinates are moved by the measurement window offset coordinates based on the specific coordinates. A method for measuring a fine line width, comprising setting a window and performing measurement in accordance with a measurement parameter.
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