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JP2008209295A - Device for measuring size - Google Patents

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JP2008209295A
JP2008209295A JP2007047264A JP2007047264A JP2008209295A JP 2008209295 A JP2008209295 A JP 2008209295A JP 2007047264 A JP2007047264 A JP 2007047264A JP 2007047264 A JP2007047264 A JP 2007047264A JP 2008209295 A JP2008209295 A JP 2008209295A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring size of a multi-imaging head type, capable of performing stable size measurement by automatically performing matching parameters, including offset of measured values (each optical system) for each head, when creating a recipe. <P>SOLUTION: The device for measuring size of the multi-imaging head time with a plurality of imaging heads that is provided with an optical microscope includes recipe creation parts 20, 24 for creating measurement recipes for each imaging head by optimizing the parameters, including the offset value of the measured values due to each imaging head so that the measured values of patterns measured, based on image signals obtained by being imaged with the optical microscope of each imaging head, by using the same specimen to be measured are the same between the imaging head. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理によって線幅または寸法等を測定または検査する寸法測定装置に関わり、特にマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置に関する。   The present invention relates to a dimension measuring apparatus for measuring or inspecting a line width or a dimension by image processing, and more particularly to a dimension measuring apparatus of a multi-imaging head type.

線幅等の寸法を測定または検査する寸法測定装置は、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寸法測定を行う装置である。寸法測定装置は、被測定試料の像を拡大して撮像する顕微鏡とカメラ(本明細書では、撮像ヘッドまたは顕微鏡カメラと称する。)を有し、例えば、透明ガラス基板(試料)上に形成された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、その画像をカメラで撮像する。寸法測定装置は、得られるパターン像を画像処理して、寸法や形状を測定または検査する。   A dimension measuring apparatus that measures or inspects a dimension such as a line width performs a dimension measurement such as a pattern width or pattern interval of a TFT (Thin Film Transistor) of a substrate (for example, an LCD (Liquid Crystal Display) substrate) or a semiconductor mask. Device. The dimension measuring apparatus has a microscope and a camera (referred to herein as an imaging head or a microscope camera) for enlarging an image of a sample to be measured, and is formed on, for example, a transparent glass substrate (sample). The pattern image obtained by illuminating the pattern is magnified with a microscope, and the image is captured with a camera. The dimension measuring apparatus performs image processing on the obtained pattern image, and measures or inspects dimensions and shapes.

従来の寸法測定装置としては、特開2006−78303号公報(特許文献1)が知られている。該特許文献1には、複数の測定対象を同時に測定するのに要する測定時間を短縮するマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置が記載されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-78303 (Patent Document 1) is known as a conventional dimension measuring apparatus. Patent Document 1 describes a multi-imaging head type dimension measuring apparatus that shortens the measurement time required to simultaneously measure a plurality of measurement objects.

特開2006−78303号公報JP 2006-78303 A

しかしながら、上記特許文献1では、マルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置において、撮像ヘッド(光学系)毎に撮像ヘッドの違いに依存する一部の制御パラメータを測定レシピとして設定する場合については考慮されていなかった。ここで制御パラメータとは、例えば、X−Yステージの駆動制御やオートフォーカス制御に関わるパラメータ、及び画像処理に用いるパラメータを意味する。   However, in the above-mentioned Patent Document 1, in the multi-imaging head type dimension measuring apparatus, consideration is given to the case where some control parameters depending on the difference of the imaging head for each imaging head (optical system) are set as a measurement recipe. There wasn't. Here, the control parameters mean, for example, parameters related to drive control and autofocus control of the XY stage and parameters used for image processing.

本発明の目的は、上記課題に鑑みて、レシピ作成時に撮像ヘッド毎に(光学系毎に)制御パラメータの設定を自動的に行うことができるマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a multi-imaging head type dimension measuring apparatus capable of automatically setting control parameters for each imaging head (for each optical system) at the time of creating a recipe. is there.

上記目的を達成するために、本発明は、測定のためのレシピを作成するときに、被測定試料に形成された成膜パターンを撮像する顕微鏡カメラヘッド(撮像ヘッド)を複数備えたマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置であって、被測定試料基板上に形成されたパターンを用いて、各撮像ヘッドの顕微鏡カメラで撮像して得られる画像信号に基づいて測定されたパターンの測定値が、各撮像ヘッド毎の違いによらず、各撮像ヘッドの間で実質的に同一になるように各撮像ヘッド毎の制御パラメータを設定することができるレシピ作成部を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-imaging head comprising a plurality of microscope camera heads (imaging heads) for imaging a film-forming pattern formed on a sample to be measured when creating a recipe for measurement. Dimension measuring device of the method, using the pattern formed on the sample substrate to be measured, the measured value of the pattern measured based on the image signal obtained by imaging with the microscope camera of each imaging head, It is characterized in that a recipe creation unit is provided that can set control parameters for each imaging head so that they are substantially the same between the imaging heads regardless of differences between the imaging heads.

また、本発明は、被測定試料に形成されたパターンを撮像する顕微鏡カメラを備えた撮像ヘッドを複数備えたマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置におけるレシピ作成方法であって、被測定試料に形成された膜パターンについて第1の撮像ヘッドの顕微鏡カメラで複数回繰返して撮像して得られた複数の第1の画像信号に基づいて前記パターンの寸法の複数の第1の測定値を集計し、該集計された第1の集計値の再現性および測定ミスが規定値以内であるか確認して前記規定値以内であれば前記複数の第1の測定値から平均値を算出して基準値とする基準値作成過程と、前記被測定試料と同一のパターンについて第2の撮像ヘッドの顕微鏡カメラで複数回繰返して撮像して得られた複数の第2の画像信号に基づいて前記パターンの寸法の複数の第2の測定値を集計し、該集計された第2の集計値において再現性および測定ミスが規定値以内であるか確認して前記規定値以内であれば前記複数の第2の測定値の平均値を算出し、該算出された複数の第2の測定値の平均値と前記基準値との差を計算し、該計算された差を前記第1の撮像ヘッドを基準にした前記第2の撮像ヘッドに対するオフセット値として設定するレシピ作成過程とを有することを特徴とする。   Further, the present invention is a recipe creation method in a multi-imaging head type dimension measuring apparatus having a plurality of imaging heads equipped with a microscope camera for imaging a pattern formed on a measured sample, which is formed on the measured sample. A plurality of first measured values of the dimensions of the pattern based on a plurality of first image signals obtained by repeatedly imaging the film pattern with a microscope camera of the first imaging head a plurality of times, It is confirmed whether the reproducibility and measurement error of the aggregated first aggregated value are within the specified value, and if within the specified value, an average value is calculated from the plurality of first measured values and used as a reference value A plurality of dimensions of the pattern based on a reference value creating process and a plurality of second image signals obtained by repeatedly imaging the same pattern as the sample to be measured with a microscope camera of a second imaging head a plurality of times. The second measurement values are aggregated, and it is confirmed whether reproducibility and measurement error are within specified values in the aggregated second aggregated values. If the measured values are within the specified values, the plurality of second measured values are An average value is calculated, a difference between the calculated average value of the plurality of second measurement values and the reference value is calculated, and the calculated difference is calculated based on the first imaging head. And a recipe creating process that is set as an offset value for the imaging head.

さらに、本発明の寸法測定装置は、複数の撮像ヘッドを備え、被測定試料に形成されたパターンの寸法を測定するためのレシピ作成部を備え、該作成されたレシピに基いて、上記複数の撮像ヘッドのいずれかで撮像して得られる画像信号から該被測定試料に形成されたパターンの寸法を測定する寸法測定装置において、上記レシピ部は、同じ被測定試料の同じ測定エリアを上記複数の撮像ヘッドで撮像して得られる画像信号に基づいてそれぞれ寸法を測定し、測定されたパターンの寸法が各撮像ヘッドの間で同一になるように各撮像ヘッドによる制御パラメータを変更するようにしてレシピを作成することを特徴とする。   Furthermore, the dimension measuring apparatus of the present invention includes a plurality of imaging heads, and includes a recipe creating unit for measuring the dimensions of the pattern formed on the sample to be measured. Based on the created recipe, In the dimension measuring apparatus for measuring the dimension of the pattern formed on the sample to be measured from an image signal obtained by imaging with any one of the imaging heads, the recipe unit includes the plurality of the measurement areas of the same sample to be measured. Measure the dimensions based on the image signals obtained by imaging with the imaging heads, and change the control parameters of each imaging head so that the measured pattern dimensions are the same between the imaging heads. It is characterized by creating.

本発明によれば、レシピ作成時に撮像ヘッド(光学系)の違いによる測定誤差や再現性が減少するので、安定した寸法測定を行うことができる。   According to the present invention, measurement errors and reproducibility due to differences in imaging heads (optical systems) during recipe creation are reduced, so that stable dimension measurement can be performed.

本発明に係るマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置の実施の形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of a multi-imaging head type dimension measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明に係る、LCD(Liquid Crysta1 Display)基板等を被測定試料とした場合のマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置の概略構成について図1を用いて説明する。図1は、マルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置の概略構成を模式的に示したもので、撮像ヘッドを2つ備えた一例である。   First, a schematic configuration of a multi-imaging head type dimension measuring apparatus when an LCD (Liquid Crystal 1 Display) substrate or the like according to the present invention is used as a sample to be measured will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a schematic configuration of a multi-imaging head type dimension measuring apparatus, which is an example provided with two imaging heads.

即ち、各撮像ヘッド50a、50bにおける顕微鏡は、直筒3a、3b、投光管4a、4b、レボルバ5a、5b及び対物レンズ6a、6bを備えて構成される。   That is, the microscope in each of the imaging heads 50a and 50b includes straight tubes 3a and 3b, light projecting tubes 4a and 4b, revolvers 5a and 5b, and objective lenses 6a and 6b.

図1における説明において、参照番号のsuffixのa、bは各々、撮像ヘッド50aか撮像ヘッド50bに属するものであることを示す。以下、撮像ヘッド50aで実施例を説明するが、特に記載がない限り撮像ヘッド50bも同様に動作するものである。   In the description of FIG. 1, the suffixes a and b of the suffix indicate that they belong to the imaging head 50a or the imaging head 50b, respectively. Hereinafter, although the embodiment will be described with the imaging head 50a, the imaging head 50b operates in the same manner unless otherwise specified.

撮像ヘッド50aにおける測定用のカメラ1aは、顕微鏡で拡大された被測定試料の画像を撮像して全体制御部20に入力して例えば画像メモリ20−1に記憶する。カメラ1aは、例えばCCTV( Closed Circuit Tele-Vision )カメラである。またサンプルとは、本発明において測定用のレシピを作成する場合に、複数の撮像ヘッド各々について、撮像ヘッド(光学系)の違いに依存する一部のパラメータを、各撮像ヘッド毎に設定するために、レシピ作成者が選択した被測定用パターンである。サンプルは、一種類の被測定試料(例えば、LCD基板の同一層のパターン)に対して、通常1つ選択する。また、このサンプルは、実際に寸法測定が必要な複数箇所のパターンの中から選択されることが多い。   The measurement camera 1a in the imaging head 50a captures an image of the sample to be measured magnified by a microscope, inputs the image to the overall control unit 20, and stores the image in, for example, the image memory 20-1. The camera 1a is, for example, a CCTV (Closed Circuit Tele-Vision) camera. The sample is used to set a part of the parameters depending on the difference of the imaging head (optical system) for each imaging head for each imaging head when creating a measurement recipe in the present invention. And the pattern for measurement selected by the recipe creator. Usually, one sample is selected for one type of sample to be measured (for example, the pattern of the same layer of the LCD substrate). Also, this sample is often selected from a plurality of patterns that actually require dimension measurement.

撮像ヘッド50aの自動調光アダプタ2aは、カメラ1aの撮像素子(例えば、CCD(Charge Coupled Device))に届く光量(受光量)が規定値になるように、全体制御部20からの指令に基づいて調光制御部26aにより調整するためのものである。例えば、全体制御部20は、取得したサンプルの画像信号の輝度レベルの最大値を求め、最大値が所定の値になるように自動調光アダプタ2aを制御する。   The automatic dimming adapter 2a of the imaging head 50a is based on a command from the overall control unit 20 so that the amount of light (amount of received light) reaching the imaging element (for example, a CCD (Charge Coupled Device)) of the camera 1a becomes a specified value. Is adjusted by the light control unit 26a. For example, the overall control unit 20 obtains the maximum value of the luminance level of the acquired sample image signal, and controls the automatic light adjustment adapter 2a so that the maximum value becomes a predetermined value.

顕微鏡の反射照明光源ユニット9aの射出口から出力される光は、撮像ヘッド50aのライトガイド7a、投光管4a、直筒3a内の図示しないハーフミラー、及び対物レンズ6aを通り、試料台8上のサンプル(被測定試料)に照射される。ライトガイド7aは、例えば光ファイバーで構成する。   The light output from the exit of the reflection illumination light source unit 9a of the microscope passes through the light guide 7a of the imaging head 50a, the light projecting tube 4a, the half mirror (not shown) in the straight tube 3a, and the objective lens 6a, and on the sample table 8. The sample (sample to be measured) is irradiated. The light guide 7a is made of, for example, an optical fiber.

試料台8上の被測定試料は照射された光を反射し、反射光は対物レンズ6a、直筒3a、及び自動調光アダプタ2aを通り、カメラ1aの撮像面に到達し、被写体画像として撮像され、電気信号に変換された画像信号が全体制御部20に出力される。   The sample to be measured on the sample stage 8 reflects the irradiated light, and the reflected light passes through the objective lens 6a, the straight tube 3a, and the automatic light adjustment adapter 2a, reaches the imaging surface of the camera 1a, and is captured as a subject image. The image signal converted into the electrical signal is output to the overall control unit 20.

撮像ヘッド50aにおける顕微鏡ユニットは、撮像ヘッド50aのZステージ10aに取付けられ、オートフォーカス制御部27aからの制御に基づくモータ11aによる駆動で、Zステージ10aが上下に移動することにより顕微鏡の合焦点位置を各被測定試料の表面に合わせることができるように構成される。   The microscope unit in the imaging head 50a is attached to the Z stage 10a of the imaging head 50a, and is driven by the motor 11a based on the control from the autofocus control unit 27a. Can be adjusted to the surface of each sample to be measured.

合焦点位置を調整する場合には、例えば、ナイフエッジを使用した市販のレーザフォーカス装置を追従型のオートフォーカスユニット12a、12bとして使用する。レーザフォーカス装置には、焦点位置を検出するためのデテクタ(例えば、PSD(Position Sensitive Detector))を各撮像ヘッド毎に取付ける必要がある。この取付け位置が各撮像ヘッド(撮像ヘッド50a、50b)間で微妙に異なるため、調整される合焦点位置に、撮像ヘッド毎に差が生じることになる。即ち、このデテクタの位置を設定するパラメータPLSを各撮像ヘッド毎に別々に設定することで、それぞれの撮像ヘッド間の合焦点位置の差を小さくすることが可能となる。   When adjusting the in-focus position, for example, a commercially available laser focus device using a knife edge is used as the tracking autofocus units 12a and 12b. In the laser focus device, a detector (for example, PSD (Position Sensitive Detector)) for detecting the focus position needs to be attached to each imaging head. Since this mounting position is slightly different between the respective imaging heads (imaging heads 50a and 50b), a difference occurs in the adjusted in-focus position for each imaging head. That is, by setting the parameter PLS for setting the position of the detector separately for each imaging head, it is possible to reduce the difference in focal position between the imaging heads.

撮像ヘッド50aの追従型のオートフォーカスユニット12aは、被測定試料(基板)が撮像ヘッド50aに対して相対的にX−Y方向に移動している間も被測定試料の表面から検出される反射光像のコントラストが最大になるようにZステージ10aを制御し、常に顕微鏡の合焦点位置を被測定試料の表面に合わせる。例えば、全体制御部20は、取得した画像信号の輝度レベルの最大値と最小値を求め、最大値と最小値の差が所定の値になる(コントラストが所定の値となる)ようにZステージ10aを制御する。   The tracking type autofocus unit 12a of the imaging head 50a is a reflection detected from the surface of the sample to be measured even while the sample to be measured (substrate) is moving in the XY direction relative to the imaging head 50a. The Z stage 10a is controlled so that the contrast of the optical image is maximized, and the focus position of the microscope is always adjusted to the surface of the sample to be measured. For example, the overall control unit 20 obtains the maximum value and the minimum value of the luminance level of the acquired image signal, and the Z stage so that the difference between the maximum value and the minimum value becomes a predetermined value (contrast becomes a predetermined value). 10a is controlled.

即ち、本発明に係るマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置は、複数の撮像ヘッドを搭載して構成される。なお、図1の実施例では反射照明光源ユニット9a、9bを別々に設けた構成を示したが、共通化することも可能である。また、試料台8と各撮像ヘッドとの間は、全体制御部20からの指令に基づく機構制御部28の制御によりX−Y移動機構(図示せず)を駆動して相対的にX−Y方向に移動可能に構成される。   That is, the multi-imaging head type dimension measuring apparatus according to the present invention is configured by mounting a plurality of imaging heads. In the embodiment of FIG. 1, the configuration in which the reflection illumination light source units 9a and 9b are separately provided is shown, but they can be shared. Further, between the sample stage 8 and each imaging head, an XY movement mechanism (not shown) is driven by the control of the mechanism control unit 28 based on a command from the overall control unit 20 to relatively XY. It is configured to be movable in the direction.

以上のように、測定に必要な全てのパラメータは、処理端末24等を用いてレシピ作成部20−3において作成されて記憶装置25に保存され、測定する時に使用される。   As described above, all parameters necessary for measurement are created in the recipe creation unit 20-3 using the processing terminal 24 and the like, stored in the storage device 25, and used when measurement is performed.

マルチ撮像ヘッド構成にした主な目的は、検査タクトタイムの短縮にある。このため、全体制御部20及び該全体制御部20に接続されるGUI(Graphical User Interface)及び入力手段を含む表示装置(処理端末)24並びに記憶装置25をマルチ撮像ヘッドで共通化し、さらに機構制御部28もマルチ撮像ヘッドで共通化して構成した。全体制御部20は、主に画像メモリ20−1と画像処理制御部20−2及びレシピ作成部20−3を機能的に備えたCPU( Central Processing Unit )とで構成される。従って、複数の撮像ヘッドが独立に機能して別々の測定箇所に移動することができるため、被測定試料の測定箇所が1度に撮像ヘッドの数だけ測定できるので検査タクトタイムを短縮することができる。   The main purpose of the multi-imaging head configuration is to shorten the inspection tact time. Therefore, the overall control unit 20, a display device (processing terminal) 24 including a GUI (Graphical User Interface) connected to the overall control unit 20 and input means, and the storage device 25 are shared by the multi-imaging head, and further mechanism control is performed. The unit 28 is also configured to be shared by multiple imaging heads. The overall control unit 20 mainly includes an image memory 20-1, a CPU (Central Processing Unit) functionally provided with an image processing control unit 20-2 and a recipe creation unit 20-3. Therefore, since a plurality of imaging heads function independently and can be moved to different measurement locations, the measurement location of the sample to be measured can be measured by the number of imaging heads at a time, thereby reducing the inspection tact time. it can.

次に、上述したように、コントラストが所定の値となるように、オートフォーカスのデテクタの位置のパラメータPLSを各撮像ヘッド毎に設定した後、各撮像ヘッド毎のオフセット値の設定を行う。各撮像ヘッド毎のオフセット値の設定の一実施例について、図2〜図4を用いて説明する。   Next, as described above, after setting the parameter PLS of the position of the autofocus detector for each imaging head so that the contrast becomes a predetermined value, the offset value for each imaging head is set. An example of setting an offset value for each imaging head will be described with reference to FIGS.

まず各撮像ヘッド50a、50bの測定用のカメラ1a,1bで撮像したサンプル画像を用いて、例えば画像処理制御部20−2が線幅等の寸法を測定する処理動作を図2によって説明する。図2は、被測定試料に形成されたパターンの一部を示す図である。   First, a processing operation in which, for example, the image processing control unit 20-2 measures a dimension such as a line width using sample images captured by the measurement cameras 1a and 1b of the imaging heads 50a and 50b will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a part of the pattern formed on the sample to be measured.

図2における説明において、参照番号のsuffixのa、bは各々、撮像ヘッド50aか撮像ヘッド50bに属するものであることを示す。以下、撮像ヘッド50aで実施例を説明するが、特に記載がない限り撮像ヘッド50bも同様に動作するものである。   In the description of FIG. 2, the reference numbers suffix a and b indicate that they belong to the imaging head 50a or the imaging head 50b, respectively. Hereinafter, although the embodiment will be described with the imaging head 50a, the imaging head 50b operates in the same manner unless otherwise specified.

31は、撮像ヘッド毎にオフセット値を含めた制御パラメータを決定するために、撮像ヘッド50aが測定するパターンである。32は、パターンマッチングにより被測定試料の基準位置を検出するための参照パターン、34は参照パターン32の登録位置範囲を示す枠である。33−1、33−2は、参照パターン32の検出位置を基準にしてカメラ1aで撮像した測定エリアを示す枠である。また、35は走査ラインであり、走査ライン35上の位置を横軸とした場合に、33−1Dは測定エリア33−1の左端、33−1Uは測定エリア33−1の右端、33−1Hは測定エリア33−1内のパターン31のエッジ、33−2Uは測定エリア33−2の左端、33−2Dは測定エリア33−2の右端、33−2Hは測定エリア33−2内のパターン31のエッジである。この測定エリア33−1と33−2は、被測定試料でのパターンのエッジが認識できる位置に設定される。そして、エッジの位置は例えば、測定エリア33−1または33−2において、走査ライン35上で検出された輝度の最大値と最小値の差の中間値(50%)の位置とする。   A pattern 31 is measured by the imaging head 50a in order to determine a control parameter including an offset value for each imaging head. Reference numeral 32 is a reference pattern for detecting the reference position of the sample to be measured by pattern matching, and 34 is a frame indicating the registered position range of the reference pattern 32. Reference numerals 33-1 and 33-2 are frames indicating measurement areas captured by the camera 1 a based on the detection position of the reference pattern 32. Reference numeral 35 denotes a scanning line. When the horizontal axis is a position on the scanning line 35, 33-1D is the left end of the measurement area 33-1, 33-1U is the right end of the measurement area 33-1, and 33-1H. Is the edge of the pattern 31 in the measurement area 33-1, 33-2U is the left end of the measurement area 33-2, 33-2D is the right end of the measurement area 33-2, and 33-2H is the pattern 31 in the measurement area 33-2. Is the edge. The measurement areas 33-1 and 33-2 are set at positions where the edge of the pattern on the sample to be measured can be recognized. The edge position is, for example, the position of the intermediate value (50%) of the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance detected on the scanning line 35 in the measurement area 33-1 or 33-2.

即ち、各測定エリア33−1、33−2の位置座標は参照パターン32の登録位置を基準にして相対的に算出される。そのため、例えば画像処理制御部20−2が各測定エリア33−1、33−2においてエッジの位置を算出ことによって、2つの測定エリア内の両エッジ間の寸法Lを測定することが可能となる。   That is, the position coordinates of the measurement areas 33-1 and 33-2 are relatively calculated based on the registration position of the reference pattern 32. Therefore, for example, the image processing control unit 20-2 can measure the dimension L between both edges in the two measurement areas by calculating the edge positions in the measurement areas 33-1 and 33-2. .

なお、上述したように、撮像ヘッド毎に測定に必要な全てのパラメータもまた、処理端末24等を用いてレシピ作成部20−3において作成されて記憶装置25に保存され、測定する時に使用される。   As described above, all parameters necessary for measurement for each imaging head are also created in the recipe creation unit 20-3 using the processing terminal 24 and the like, stored in the storage device 25, and used when measurement is performed. The

次に図3によって更に、図2で説明した測定エリア33−1と33−2から取得した画像信号によってパターン31の線幅を測定する処理とオフセット値を決定する処理の一実施例を説明する。図3は、パターン31の走査ライン35(図2参照)上における、パターン31の断面図と測定エリア33−1、33−2の画像信号の輝度波形の関係を示す図である。横軸は走査ライン35の位置(図2の横軸方向)である。   Next, an example of a process for measuring the line width of the pattern 31 and a process for determining an offset value from the image signals acquired from the measurement areas 33-1 and 33-2 described in FIG. 2 will be described with reference to FIG. . FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the cross-sectional view of the pattern 31 and the luminance waveform of the image signal in the measurement areas 33-1 and 33-2 on the scanning line 35 (see FIG. 2) of the pattern 31. FIG. The horizontal axis is the position of the scanning line 35 (horizontal axis direction in FIG. 2).

図3(a)は被測定試料の走査ライン35での部分断面図で、横軸は図2の走査ライン35上での位置を示し、縦軸はLCD基板上に形成されたパターンの厚さ方向を示す。図3(b)は図3(a)の被測定試料について撮像ヘッド50aで取得した画像信号の輝度波形、図3(c)は図3(a)の被測定試料(図3(b)と同じもの)について撮像ヘッド50bで取得した画像信号の輝度波形を示す。図3(a)(b)の横軸は、図3(a)の横軸と同期しており、図2の走査ライン35上での位置を示し、縦軸は輝度レベルを示す。   FIG. 3A is a partial cross-sectional view of the sample to be measured at the scanning line 35. The horizontal axis indicates the position on the scanning line 35 in FIG. 2, and the vertical axis indicates the thickness of the pattern formed on the LCD substrate. Indicates direction. 3B is a luminance waveform of an image signal acquired by the imaging head 50a for the sample to be measured of FIG. 3A, and FIG. 3C is a sample to be measured (FIG. 3B and FIG. 3B). The luminance waveform of the image signal acquired with the imaging head 50b about the same thing) is shown. The horizontal axes in FIGS. 3A and 3B are synchronized with the horizontal axis in FIG. 3A, indicate the position on the scanning line 35 in FIG. 2, and the vertical axis indicates the luminance level.

図3(a)において、40はガラス基板、40−1はガラス基板40の表面(上面)、31はガラス基板40上に形成されたパターンである。縦線43−1Dはパターン31の左の端(黒点)イの位置で、図3(b)と図3(c)の同一位置を示している。同様に、縦線43−1Uはパターン31の左のエッジ端(黒点)ロの位置で、図3(b)と図3(c)の同一位置を示している。また、縦線43−2Dはパターン31の右の端(黒点)ニの位置で、図3(b)と図3(c)の同一位置を示している。同様に、縦線43−2Uはパターン31の右のエッジ端(黒点)ハの位置で、図3(b)と図3(c)の同一位置を示している。なお、図3(b)と(c)では、測定エリア33−1、33−2(図2参照)だけの輝度波形しか取得(必要と)しないので、別々の輝度波形で描くべきであるが、便宜的に、輝度波形が測定エリア33−1、33−2間で連続で図示されている。   In FIG. 3A, 40 is a glass substrate, 40-1 is the surface (upper surface) of the glass substrate 40, and 31 is a pattern formed on the glass substrate 40. The vertical line 43-1D is the position of the left end (black dot) A of the pattern 31 and indicates the same position in FIGS. 3B and 3C. Similarly, the vertical line 43-1U is the position of the left edge end (black dot) b of the pattern 31 and indicates the same position in FIGS. 3B and 3C. A vertical line 43-2D is the position of the right end (black dot) d of the pattern 31 and indicates the same position in FIGS. 3B and 3C. Similarly, the vertical line 43-2U is the position of the right edge end (black dot) c of the pattern 31 and indicates the same position in FIGS. 3B and 3C. In FIGS. 3B and 3C, only the luminance waveforms of the measurement areas 33-1 and 33-2 (see FIG. 2) are acquired (needed), but should be drawn with separate luminance waveforms. For convenience, the luminance waveform is shown continuously between the measurement areas 33-1 and 33-2.

また、図2におけるパターン31は、そのエッジ部分については、詳細に描いていない。実際には、エッジ部分には、図3(a)に示すようにテーパがついている。黒点イ−ロ間と黒点ハ−ニ間。そして、線幅Lは、ガラス基板上面40−1でのパターン31の長さ(黒点イ−ニ間)とする場合、パターン31の上部の長さ(黒点ロ−ハ間)とする場合、または、テーパ部間の長さ(例えば、図3(a)の左右の○印間の長さ)とする場合がある。本実施例では、図2の実施例で説明しように、パターン31の厚さの2分の1の位置(テーパの中間部)付近での長さを線幅Lとするようにしている。即ち線幅Lは、撮像ヘッド50aの輝度波形41aから、縦線43−1Hと43−2Hの間の距離として測定される。   Moreover, the pattern 31 in FIG. 2 does not draw the edge part in detail. Actually, the edge portion is tapered as shown in FIG. Between sunspots and between sunspots honey. And when the line width L is the length of the pattern 31 on the glass substrate upper surface 40-1 (between black dots), the line width L is the length of the upper part of the pattern 31 (between black dots and lo), or In some cases, the length is between the tapered portions (for example, the length between the left and right circles in FIG. 3A). In the present embodiment, as will be described in the embodiment of FIG. 2, the length in the vicinity of the position of half the thickness of the pattern 31 (intermediate portion of the taper) is set as the line width L. That is, the line width L is measured as the distance between the vertical lines 43-1H and 43-2H from the luminance waveform 41a of the imaging head 50a.

その測定方法は、撮像ヘッド50aから取得した測定エリア33−1、33−2(図2参照)の輝度波形41aから輝度の最小値と最大値を求め、所定のスライスレベルの点(黒点ホ−ヘ間の○印と黒点ト−チ間の○印)位置座標から長さを算出し、算出した長さを線幅Laとして求めている(図3(b))。なお、本実施例では、スライスレベルを50%としているが、被測定試料の種類に応じて変更しても良い。   The measurement method is such that the minimum and maximum luminance values are obtained from the luminance waveform 41a of the measurement areas 33-1 and 33-2 (see FIG. 2) acquired from the imaging head 50a, and a predetermined slice level point (black dot home) is obtained. The length is calculated from the position coordinates, and the calculated length is obtained as the line width La (FIG. 3B). In this embodiment, the slice level is set to 50%, but may be changed according to the type of the sample to be measured.

次に撮像ヘッド50aではなく、別の撮像ヘッドを用いて測定すると、線幅が違ってくる。即ち、撮像ヘッド50bで取得した同じ測定エリア33−1、33−2(図2参照)の輝度波形42aから輝度の最小値と最大値を求める。そうすると、所定のスライスレベルの点(黒点リ−ヌ間の○印と黒点ル−ヲ間の○印)間の位置座標(即ち、縦線43−1H′と縦線43−1H′間の距離)から長さを算出し、算出した長さが測定した線幅Lbとなる(図3(c))。   Next, when the measurement is performed using another imaging head instead of the imaging head 50a, the line width is different. That is, the minimum value and the maximum value of the luminance are obtained from the luminance waveform 42a of the same measurement areas 33-1 and 33-2 (see FIG. 2) acquired by the imaging head 50b. Then, the position coordinates (that is, the distance between the vertical line 43-1H 'and the vertical line 43-1H') between the points at a predetermined slice level (the circle mark between the black dot lines and the circle mark between the black dot lines). ) And the calculated length becomes the measured line width Lb (FIG. 3C).

図3が示すように、図3(a)のパターン31の断面形状がそのまま図3(b)、(c)の輝度波形41a、41bとそれぞれ一致しているわけではない。即ち、横軸の走査線方向の位置が、縦線43−1D、43−1U、43−2D、及び43−2Uそれぞれに対して、撮像ヘッド50aと50bによって得られた輝度波形41aと41bそれぞれのテーパの端部を示す黒点ホ、ヘ、ト、チ、リ、ヌ、ル、ヲが違った位置にある。同様に、輝度波形41aと41bのそれぞれのスライスレベルを示す丸印の位置も違っている(縦線43−1H、43−1H′、43−2H、43−2H′)。したがって、図3の実施例では、線幅L、La、Lbの値(長さ)がそれぞれ違っている(図3(b)(c)間の縦線43−1Hと43−1H′の端部の破線円内参照。)。   As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the pattern 31 in FIG. 3A does not match the luminance waveforms 41a and 41b in FIGS. 3B and 3C as they are. That is, the positions of the horizontal axis in the scanning line direction are respectively the luminance waveforms 41a and 41b obtained by the imaging heads 50a and 50b with respect to the vertical lines 43-1D, 43-1U, 43-2D, and 43-2U, respectively. The black spots e, f, h, g, r, n, le, w, which indicate the end of the taper, are in different positions. Similarly, the positions of the circles indicating the slice levels of the luminance waveforms 41a and 41b are also different (vertical lines 43-1H, 43-1H ′, 43-2H, 43-2H ′). Therefore, in the embodiment of FIG. 3, the values (lengths) of the line widths L, La, and Lb are different (the ends of the vertical lines 43-1H and 43-1H ′ between FIGS. 3B and 3C). (Refer to the broken circle in the section.)

以上説明したように、撮像ヘッドが複数(本実施例では2台)存在する場合、図3(a)に示すように同じパターン31の寸法を測定しても図3(b)及び図3(c)に示すように撮像ヘッド50a、50b毎に、例えば輝度波形41aと41bのように、撮像ヘッドが異なることによる差が輝度レベルにおいて発生し、寸法測定値に差が生じる。したがって、撮像ヘッド50aによって測定した線幅Laと撮像ヘッド50bによって測定した線幅Lbとは同じ値にならない。これは、撮像ヘッド50a、50bの光軸の違い又は機械的若しくは電気的な違い等により、測定するエッジの形状が見かけ上変わるためである。   As described above, when there are a plurality of imaging heads (two in this embodiment), even if the dimensions of the same pattern 31 are measured as shown in FIG. As shown in c), for each of the imaging heads 50a and 50b, for example, luminance waveforms 41a and 41b, a difference due to the different imaging heads occurs in the luminance level, and a difference in the dimension measurement value occurs. Therefore, the line width La measured by the imaging head 50a and the line width Lb measured by the imaging head 50b are not the same value. This is because the shape of the edge to be measured apparently changes due to differences in the optical axes of the imaging heads 50a and 50b, mechanical or electrical differences, and the like.

従って、レシピ作成時に使用する撮像ヘッド50aを基準とすると(即ち、撮像ヘッド50aのオフセット値をゼロとして)、撮像ヘッド50bのオフセット値OFb−aは、次式に示すようになる。 Accordingly, when the imaging head 50a used at the time of recipe creation is used as a reference (that is, the offset value of the imaging head 50a is set to zero), the offset value OF b-a of the imaging head 50b is expressed by the following equation.

OFb−a=Lb−La …式(1)
もし撮像ヘッドがn台ある場合には、n台目の撮像ヘッド50nの線幅Lnを上述のようにして測定し、レシピ作成時に使用する撮像ヘッド50aを基準として、次式のようにして算出する(nは自然数)。
OF b−a = Lb−La (1)
If there are n imaging heads, the line width Ln of the n-th imaging head 50n is measured as described above, and is calculated as follows using the imaging head 50a used when creating the recipe as a reference. (N is a natural number).

OFn−a=Ln−La …式(2)
上記のようにレシピ作成時にレシピ作成部20−3は、撮像ヘッドのどれで測定するかによってそれぞれオフセット値を設定する。これによって、測定レシピは使用する撮像ヘッドに応じて測定値をオフセットすることにより、光学系毎の差を少なくすることができる。またこの時、光学系毎に合わせ込まなければならないパラメータ(例えば、光学系毎に合焦点位置を検出するセンサ(検出器)の設置位置の違い(誤差)による合焦点位置の変化を補正するパラメータ)を補正しておく。例えば上述した、追従型のオートフォーカス検出光学系12a、12bは、個別にパラメータ(追従型のオートフォーカス検出光学系の間で生じる合焦点位置の違いを補正するパラメータ)を設定しなければならない。
OF n−a = Ln−La (2)
As described above, the recipe creation unit 20-3 sets an offset value depending on which of the imaging heads is used for measurement when creating a recipe. Thus, the measurement recipe can reduce the difference for each optical system by offsetting the measurement value according to the imaging head to be used. At this time, a parameter that must be adjusted for each optical system (for example, a parameter that corrects a change in the in-focus position due to a difference (error) in the installation position of a sensor (detector) that detects the in-focus position for each optical system) ) Is corrected. For example, the tracking type autofocus detection optical systems 12a and 12b described above must individually set parameters (parameters for correcting differences in in-focus positions between the tracking type autofocus detection optical systems).

以上述べたように、本発明に係るマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置では、光学系(撮像ヘッド)毎にオフセット値を設け、同時に光学系等撮像ヘッドの違いに依存する一部の制御バラメータと共に測定レシピとして設定する。   As described above, in the multi-imaging head type dimension measuring apparatus according to the present invention, an offset value is provided for each optical system (imaging head), and at the same time, together with some control parameters depending on the difference in the imaging head such as the optical system. Set as a measurement recipe.

次に、本発明に係るマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置におけるレシピ作成の実施の形態について図4を用いて説明する。   Next, an embodiment of recipe creation in the multi-imaging head type dimension measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

図4において、レシピ作成者が測定装置の試料台8(図1参照)にある被測定試料(基板)のレシピの作成の操作を開始する。これによってまず、レシピ作成部20−3は、処理端末24の表示画面上にLCD基板等の設計情報を表示し、図4で説明する各ステップを実行する。レシピ作成者は、基板内の任意の位置を選び図2に示したようなパターン31を選択し測定エリア33−1、33−2、走査ライン35等の必要な項目を処理端末24を使って設定する(パターン選択ステップS41)。   In FIG. 4, the recipe creator starts an operation of creating a recipe for the sample to be measured (substrate) on the sample stage 8 (see FIG. 1) of the measuring apparatus. Thus, first, the recipe creating unit 20-3 displays design information such as an LCD substrate on the display screen of the processing terminal 24, and executes each step described in FIG. The recipe creator selects an arbitrary position in the substrate, selects the pattern 31 as shown in FIG. 2, and uses the processing terminal 24 to select necessary items such as the measurement areas 33-1 and 33-2 and the scanning line 35. Set (pattern selection step S41).

次に、任意の光学系(撮像ヘッド)を処理端末24の表示画面上で1つ選ぶ。最初に選択した撮像ヘッドが後述する残りのレシピ作成ステップ(S49)で使用する基準撮像ヘッドとなるが、後で変更可能である。例えば、撮像ヘッド50aを選択すると撮像ヘッド50aが基準撮像ヘッドとなる(撮像ヘッド選択ステップS42)。   Next, one arbitrary optical system (imaging head) is selected on the display screen of the processing terminal 24. The imaging head selected first becomes the reference imaging head used in the remaining recipe creation step (S49) described later, but can be changed later. For example, when the imaging head 50a is selected, the imaging head 50a becomes the reference imaging head (imaging head selection step S42).

次に、選択された撮像ヘッド(例えば撮像ヘッド50a)についてオフセット値以外の制御パラメータを設定する(制御パラメータ設定ステップS42)。制御パラメータは、例えば、前述したオートフォーカスのデテクタの位置のパラメータPLS、等である。   Next, control parameters other than the offset value are set for the selected imaging head (for example, imaging head 50a) (control parameter setting step S42). The control parameter is, for example, the above-described parameter PLS of the position of the autofocus detector.

次にすべてのパラメータについて設定が終了したか否かを判定し、終了していなければ制御パラメータ設定ステップS42を繰り返し、終了していれば次のステップ(S44)に処理を進める(全パラメータ終了判定ステップS43)。   Next, it is determined whether or not the setting has been completed for all parameters, and if not completed, the control parameter setting step S42 is repeated, and if completed, the process proceeds to the next step (S44) (all parameter completion determination). Step S43).

次に、画像処理制御部20−2が、選択された撮像ヘッドを使ってステップS42で設定されたパラメータで寸法を測定する(寸法測定ステップS44)。   Next, the image processing control unit 20-2 measures the dimensions with the parameters set in step S42 using the selected imaging head (dimension measurement step S44).

次に測定回数判定ステップS45では、測定回数が規定数にあるか否かを判定し、規定数でなければステップS44を再度実行し、規定数であれば次のステップ(S46)に処理を進める(測定回数判定ステップS45)。なお、測定回数の規定数は、予め設定し、記憶装置25に記憶しておくものとするが、レシピ作成時の状況によって、レシピ作成時に新規に作成したり変更しても良い。また、測定回数の規定数が撮像ヘッド毎に異なっていても良い。   Next, in the measurement number determination step S45, it is determined whether or not the measurement number is within a specified number. If it is not the specified number, step S44 is executed again. If it is the specified number, the process proceeds to the next step (S46). (Measurement count determination step S45). The prescribed number of measurement times is set in advance and stored in the storage device 25, but may be newly created or changed at the time of recipe creation depending on the situation at the time of recipe creation. Further, the specified number of times of measurement may be different for each imaging head.

次に測定後(ステップS44とS45終了後)、画像処理制御部20−2から得られるパターンの寸法の測定値を集計する(集計ステップS46)。なお、ステップS44を実行した後集計処理(ステップS46)を実行し、測定回数が規定数になった時に後述のステップS47の処理を行って(判定をして)も良い。   Next, after the measurement (after completion of steps S44 and S45), the measured values of the pattern dimensions obtained from the image processing control unit 20-2 are aggregated (aggregation step S46). In addition, after executing step S44, the aggregation process (step S46) may be executed, and when the number of measurements reaches the specified number, the process of step S47 described later may be performed (determined).

次に、再現性および測定ミスが規定値以内であるか否かを判定する。規定値以内であれば、上記測定値の平均値を基準値として記憶装置25に記憶する(再現性等判定ステップS47)。現在の撮像ヘッドがこのレシピを作成するときに最初に指定した撮像ヘッド、即ち基準撮像ヘッドである場合には、先ず測定ミスの回数が規定回数以上であるか否かを判定する。測定ミスが規定回数以上と判定した時には、レシピ作成処理を終了する。終了した時には、処理端末24の表示画面にレシピ作成を終了したことを示す文字表示や図形記号表示を行う。また、音や生成手段がある場合には終了を意味する音を出力する。またさらに、測定ミスが発生した情報(撮像ヘッドの種類、測定ミスの回数、等)を表示する。   Next, it is determined whether or not reproducibility and measurement error are within specified values. If it is within the specified value, the average value of the measured values is stored in the storage device 25 as a reference value (reproducibility determination step S47). If the current imaging head is the imaging head first designated when creating this recipe, that is, the reference imaging head, it is first determined whether or not the number of measurement errors is equal to or greater than the specified number. When it is determined that the measurement error is equal to or greater than the specified number of times, the recipe creation process is terminated. When the processing is completed, a character display or a graphic symbol display indicating that the recipe creation has been completed is performed on the display screen of the processing terminal 24. If there is a sound or generating means, a sound indicating the end is output. Furthermore, information on the occurrence of measurement errors (type of imaging head, number of measurement errors, etc.) is displayed.

測定ミスが規定回数以上ではない(規定回数未満である)時には、次に再現性を判定する。再現性の判定は、例えば、撮像ヘッド毎に測定された寸法の平均値を求める。そしてさらに標準偏差を算出する。基準とする撮像ヘッドの場合には上記平均値と標準偏差を求めて記憶する。基準以外の撮像ヘッドの場合には、平均値を算出し、算出された平均値が、例えば、基準撮像ヘッドで算出された平均値の標準偏差内にあれば規定値以内である(再現性あり)と判定し、ステップS48に進む。   When the measurement error is not equal to or greater than the specified number (less than the specified number), the reproducibility is determined next. For determination of reproducibility, for example, an average value of dimensions measured for each imaging head is obtained. Further, a standard deviation is calculated. In the case of a reference imaging head, the average value and the standard deviation are obtained and stored. In the case of an imaging head other than the reference, an average value is calculated, and if the calculated average value is within the standard deviation of the average value calculated by the reference imaging head, for example, is within a specified value (with reproducibility) ) And the process proceeds to step S48.

なお、上記実施例では、基準撮像ヘッドの平均値Aveの標準偏差内に他の撮像ヘッドの平均値が入っていれば再現性ありと判定したが、標準偏差ではなく別に定めた値αを用い、Ave(基準撮像ヘッドの平均値)プラスマイナスα(別に定めた値)を再現性ありの規定値範囲としても良い。またこの値αが測定装置の精度に関わる値でも良い。またさらに、被測定対象のパターンの線幅が予め定まっている値LLの場合にはLLプラスマイナスαとしても良い。   In the above embodiment, it is determined that there is reproducibility if the average value of the other imaging head is within the standard deviation of the average value Ave of the reference imaging head. However, instead of the standard deviation, a separately determined value α is used. , Ave (average value of the reference imaging head) plus or minus α (separately determined value) may be used as the specified value range with reproducibility. The value α may be a value related to the accuracy of the measuring apparatus. Furthermore, when the line width of the pattern to be measured is a predetermined value LL, LL plus or minus α may be used.

なお、集計処理後の再現性等の判定(ステップS47)も、集計(S46)と同様、寸法測定(S44)の実行の都度、実行しても良い。   Note that the reproducibility determination (step S47) after the aggregation process may be performed every time the dimension measurement (S44) is performed, as in the aggregation (S46).

次にステップS48では、オフセット値を計算する。撮像ヘッドが基準撮像ヘッドの時には、オフセット値をゼロとし、他の撮像ヘッドの時には基準撮像ヘッドで集計した寸法の平均値Laと、それぞれの撮像ヘッドの平均値Lnとから式(2)の計算を行い、オフセット値OFb−aを計算する。 Next, in step S48, an offset value is calculated. When the imaging head is the reference imaging head, the offset value is set to zero, and when the imaging head is another imaging head, the calculation of Expression (2) is performed from the average value La of the dimensions aggregated by the reference imaging head and the average value Ln of each imaging head. To calculate the offset value OF b-a .

次にステップS49では、計算されたオフセット値と設定されたパラメータをレシピに反映する。レシピは例えば、記憶装置50に格納されるが、一時的にレシピ作成部20−3に記憶していても良い。   In step S49, the calculated offset value and the set parameter are reflected in the recipe. For example, the recipe is stored in the storage device 50, but may be temporarily stored in the recipe creating unit 20-3.

次に、ステップS50において、まだ上記S41〜S49の処理をしていない撮像ヘッドがあるか否かを判定する。他の光学系(撮像ヘッド)がある場合にはステップS42に戻り、全体制御部20からの指令に基づき他の光学系(撮像ヘッド)でパターン選択ステップS41で選択した同じパターンの同じ測定エリアで繰返しステップS42〜S48の処理を行う。この時、S42に戻る前に、同じパターンが他の光学系(撮像ヘッド)に取付けられた測定用のカメラ(例えばカメラ1b)で撮像できるように、全体制御部20から機構制御部28に指令を出してX−Y移動機構(図示せず)を駆動してサンプルを自動で移動する。   Next, in step S50, it is determined whether there is an imaging head that has not yet performed the processes of S41 to S49. If there is another optical system (imaging head), the process returns to step S42, and in the same measurement area of the same pattern selected in the pattern selection step S41 by the other optical system (imaging head) based on a command from the overall control unit 20. Processing of repeated steps S42 to S48 is performed. At this time, before returning to S42, the overall control unit 20 instructs the mechanism control unit 28 so that the same pattern can be imaged by a measurement camera (for example, the camera 1b) attached to another optical system (imaging head). And an XY movement mechanism (not shown) is driven to move the sample automatically.

以上のように、光学系の台数分同じ動作を繰返すこととなる。   As described above, the same operation is repeated for the number of optical systems.

ステップS50において、まだ上記S41〜S49の処理をしていない撮像ヘッドが無い場合にはステップS51に進む。   If it is determined in step S50 that there is no imaging head that has not yet performed the processes in steps S41 to S49, the process proceeds to step S51.

ステップS51では、基準の撮像ヘッドを主に使って、一つの基板(被測定試料)上の測定ポイントすべてを設定する等、従来のレシピ作成を続け、レシピ作成を終了する。   In step S51, conventional recipe creation is continued, such as setting all measurement points on one substrate (sample to be measured), mainly using a reference imaging head, and recipe creation is terminated.

このようにして、レシピ作成部20−3は、撮像ヘッド毎に、オフセットと撮像ヘッド毎に異なる一部のパラメータとを測定レシピとして設定して記憶装置25に記憶する。これにより、作業者にかかる負担を減らすと同時に、以後各々の撮像ヘッドに最適な測定レシピを使用してパターンの寸法を測定できるので安定した寸法測定が可能となる。   In this way, the recipe creation unit 20-3 sets the offset and some parameters that differ for each imaging head as measurement recipes and stores them in the storage device 25 for each imaging head. As a result, the burden on the operator can be reduced and, at the same time, the dimension of the pattern can be measured using the optimum measurement recipe for each imaging head, so that stable dimension measurement is possible.

本発明の一実施例の寸法測定装置の構成を、図5によって説明する。図5は、本発明を用いた2ヘッド方式のLCD(Liquid Crystal Display)寸法測定装置の構成を説明するための図である。図5(a)は装置を上から見た平面図、図5(b)は図5(a)の平面図を矢印Aの方向から見た図、図5(c)は装置を図5(a)の平面図を矢印Bの方向から見た図である。   The configuration of the dimension measuring apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of a two-head LCD (Liquid Crystal Display) dimension measuring apparatus using the present invention. 5A is a plan view of the apparatus viewed from above, FIG. 5B is a plan view of FIG. 5A 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5によって、2ヘッド方式LCD寸法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は被測定試料、102は被測定試料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、被測定試料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試料103は、試料台102に真空吸着等の方法で固定される。例えば、被測定試料103は、2ヘッド方式LCD寸法装置の、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。被測定試料103は、例えば、基板等の板状の基体であり、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の寸法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 )や半導体のマスクである。   With reference to FIG. 5, the configuration and operation direction of the moving shaft of the two-head LCD dimension measuring device will be described. Reference numeral 101 denotes a pedestal, 103 denotes a sample to be measured, and 102 denotes a sample table on which the sample to be measured 103 is mounted. A sample stage 102 is fixed on the pedestal 101, and the sample 103 to be measured is carried in or out on the sample stage 102 by a transport unit (not shown). The sample 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 sample 103 to be measured is adsorbed by an adsorption mechanism (not shown) of a two-head LCD dimension device and fixed to the sample stage 102. The sample 103 to be measured is, for example, a plate-like substrate such as a substrate, and measures or inspects dimensions such as a line width of a film pattern formed or applied on the plate-like substrate. The plate-like substrate is, for example, a TFT (Thin Film Transistor) of an LCD (Liquid Crystal Display) substrate or a semiconductor mask.

2ヘッド方式LCD寸法測定装置は、撮像ヘッド部を2つ備えた寸法測定装置であり、Nヘッド方式LCD寸法測定装置とは、撮像ヘッド部をN個備えた寸法測定装置である(Nは2以上の自然数)。   The two-head LCD dimension measuring device is a dimension measuring device including two imaging head units, and the N-head LCD dimension measuring device is a dimension measuring device including N imaging head units (N is 2). More natural numbers).

501はY軸の梁(ビーム)、502はX1軸のガイド、503はX2軸のガイドである。Y軸の梁501は、X1軸のガイド502上及びX2軸のガイド503に沿ってX軸に平行(図5(a)では、紙面左右方向)に移動する。Y軸の梁501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502上及びX2軸のガイド503の高さを低くして、Y軸の梁501を門型(ガントリー)構造にしても良い。   Reference numeral 501 denotes a Y-axis beam, 502 denotes an X1-axis guide, and 503 denotes an X2-axis guide. The Y-axis beam 501 moves on the X1-axis guide 502 and along the X2-axis guide 503 in parallel to the X-axis (in FIG. 5A, the left-right direction on the paper surface). The rail portion of the Y-axis beam 501 (hereinafter referred to as the Y-axis rail) is configured to be orthogonal to the X-axis. Alternatively, the height of the X1-axis guide 502 and the X2-axis guide 503 may be lowered, and the Y-axis beam 501 may have a gate type (gantry) structure.

504はY1軸のガイド、505はY2軸のガイドである。Y1軸のガイド504及びY2軸のガイド505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5(a)では、紙面上下)方向)に移動する。   Reference numeral 504 denotes a Y1-axis guide, and reference numeral 505 denotes a Y2-axis guide. The Y1-axis guide 504 and the Y2-axis guide 505 move independently along the Y-axis rail. At this time, the Y1-axis guide and the Y2-axis guide move in the direction perpendicular to the X axis (the Y axis (the vertical direction in FIG. 5A)).

506はZ1軸のガイド、507はZ2軸のガイドである。Z1軸のガイド506はY1軸のガイド504に搭載され、Z2軸のガイド507はY2軸のガイド505に搭載される。Z1軸のガイド506は、Y1軸のガイド504に沿ってZ軸(図5(b)では、紙面上下方向)方向に移動し、同様に、Z2軸のガイド507は、Y2軸のガイド505に沿ってZ軸方向に移動する。   Reference numeral 506 denotes a Z1-axis guide, and reference numeral 507 denotes a Z2-axis guide. The Z1-axis guide 506 is mounted on the Y1-axis guide 504, and the Z2-axis guide 507 is mounted on the Y2-axis guide 505. The Z1-axis guide 506 moves along the Y1-axis guide 504 in the Z-axis direction (the vertical direction in FIG. 5B). Similarly, the Z2-axis guide 507 is changed to the Y2-axis guide 505. Along the Z axis.

508は△X1軸のガイド、509は△X2軸のガイド、510と511は撮像ヘッド部である。△X1軸のガイド508はZ1軸のガイド506に搭載され、△X2軸509のガイドはZ2軸のガイド507に搭載される。   Reference numeral 508 denotes a ΔX1 axis guide, 509 denotes a ΔX2 axis guide, and 510 and 511 denote imaging head units. The ΔX1-axis guide 508 is mounted on the Z1-axis guide 506, and the ΔX2-axis 509 guide is mounted on the Z2-axis guide 507.

撮像ヘッド部510は、△X1軸のガイド508に搭載され、撮像ヘッド部511は、△X2軸のガイド509に搭載されている。   The imaging head unit 510 is mounted on a ΔX1-axis guide 508, and the imaging head unit 511 is mounted on a ΔX2-axis guide 509.

撮像ヘッド部510は、△X1軸のガイド508に沿ってX軸方向に移動し、同様に、撮像ヘッド部511は、△X2軸のガイド509に沿ってX軸方向に移動する。   The imaging head unit 510 moves in the X-axis direction along the ΔX1-axis guide 508. Similarly, the imaging head unit 511 moves in the X-axis direction along the ΔX2-axis guide 509.

更に、図5の実施例では、撮像ヘッド部510及び511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、512は撮像ヘッド部510のPy1軸、513はPy2軸、514は△Px1軸、515は△Px2軸である。   Further, in the embodiment of FIG. 5, a transmission illumination shaft mechanism that operates in pairs with the imaging head portions 510 and 511 is provided. That is, 512 is the Py1 axis of the imaging head unit 510, 513 is the Py2 axis, 514 is the ΔPx1 axis, and 515 is the ΔPx2 axis.

Py1軸512とPy2軸513は、Y軸の梁501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。   The Py1 axis 512 and the Py2 axis 513 are mounted on the transmitted illumination guide 104 suspended from the Y-axis beam 501 and operate along the transmitted illumination guide 104 in the Z-axis direction.

更に、Py1軸512上に△Px1軸514が設けられ、Py2軸513上に△Px2軸515が設けられている。△Px1軸514には、透過照明516が搭載され、△Px2軸515には、透過照明517が搭載されている。   Further, a ΔPx1 axis 514 is provided on the Py1 axis 512, and a ΔPx2 axis 515 is provided on the Py2 axis 513. A transmission illumination 516 is mounted on the ΔPx1 axis 514, and a transmission illumination 517 is mounted on the ΔPx2 axis 515.

透過照明516は、△Px1軸514に沿ってX軸方向に移動し、同様に、透過照明517は、△Px2軸515に沿ってX軸方向に移動する。   The transmitted illumination 516 moves in the X axis direction along the ΔPx1 axis 514, and similarly, the transmitted illumination 517 moves in the X axis direction along the ΔPx2 axis 515.

透過照明516の△Px1軸514に沿った移動と、撮像ヘッド部510の△X1軸508に沿った移動とは連動しており、例えば、透過照明516の照明光の出射中心軸と、撮像ヘッド部510の入射光軸とは、同一の光軸111である。   The movement of the transmitted illumination 516 along the ΔPx1 axis 514 and the movement of the imaging head unit 510 along the ΔX1 axis 508 are interlocked. For example, the emission center axis of the illumination light of the transmitted illumination 516 and the imaging head The incident optical axis of the unit 510 is the same optical axis 111.

同様に、透過照明517の△Px2軸515に沿った移動と、撮像ヘッド部511の△X2軸509に沿った移動とは連動しており、例えば、透過照明517の照明光の出射中心軸と、撮像ヘッド部511の入射光軸は、同一の光軸112である。   Similarly, the movement of the transmission illumination 517 along the ΔPx2 axis 515 and the movement of the imaging head unit 511 along the ΔX2 axis 509 are interlocked. The incident optical axis of the imaging head unit 511 is the same optical axis 112.

なお、図5(b)では、ビーム501の一部と、ビーム501に取付けられたPy1軸512、Py2軸513、△Px1軸514、△Px2軸515、及び透過照明516,517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5(c)も模式的な断面図である。   5B, a part of the beam 501, the Py1 axis 512, the Py2 axis 513, the ΔPx1 axis 514, the ΔPx2 axis 515, the transmitted illuminations 516 and 517 attached to the beam 501, and the sample table 102 is a view that is easy to see by mixing a portion that can be seen from the direction of arrow B and a portion that cannot be seen, and is not an accurate side view. Similarly, FIG. 5C is a schematic cross-sectional view.

本発明に係るマルチ撮像ヘッド方式の寸法測定装置の一実施の形態を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a multi-imaging head type dimension measuring apparatus according to the present invention. 本発明に係るマルチ撮像ヘッドタイプの寸法測定装置による寸法測定の説明図である。It is explanatory drawing of the dimension measurement by the multi-imaging head type dimension measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るパターンの断面図と測定エリアの画像信号の輝度波形の関係の一実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Example of the cross-sectional view of the pattern which concerns on this invention, and the relationship between the luminance waveform of the image signal of a measurement area. 本発明に係るマルチ撮像ヘッドタイプの寸法測定装置における測定レシピの作成手順の一実施の形態を示すフロー図である。It is a flowchart which shows one Embodiment of the preparation procedure of the measurement recipe in the multi-imaging head type dimension measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る2ヘッド方式の寸法測定装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the dimension measuring apparatus of the 2 head system which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

la、1b…カメラ、2a、2b…自動調光ユニット、3a、3b…直筒、4a、4b…投光管、5a、5b…レボルバ、6a、6b…対物レンズ、7a、7b…ライトガイド、8…試料台、9a、9b…反射照明光源ユニット、10a、10b…Zステージ、11a、11b…モータ、12a、12b…追従型オートフォーカス検出光学系、20…全体制御部、20−1…画像メモリ、20−2…画像処理制御部、20−3…レシピ作成部、24…処理端末(表示装置)、25…記憶装置、26a、26b…調光制御部、27a、27b…オートフォーカス制御部、28…機構制御部、30…参照パターン、32…参照パターン、34…参照画像登録位置範囲を示す枠、33−1、33−2…測定エリア、33−1D…測定エリア33−1の左端、33−1U…測定エリア33−1の右端、33−1H…測定エリア33−1内のパターン31のエッジ、33−2U…測定エリア33−2の左端、33−2D…測定エリア33−2の右端、33−2H…測定エリア33−2内のパターン31のエッジ、35…走査ライン、41a…撮像ヘッド50a輝度波形、41b…撮像ヘッド50b輝度波形、50a、50b…撮像ヘッド。   la, 1b ... camera, 2a, 2b ... automatic light control unit, 3a, 3b ... straight tube, 4a, 4b ... floodlight, 5a, 5b ... revolver, 6a, 6b ... objective lens, 7a, 7b ... light guide, 8 ... Sample stage, 9a, 9b ... Reflective illumination light source unit, 10a, 10b ... Z stage, 11a, 11b ... Motor, 12a, 12b ... Tracking autofocus detection optical system, 20 ... Overall control unit, 20-1 ... Image memory 20-2: Image processing control unit, 20-3: Recipe creation unit, 24 ... Processing terminal (display device), 25 ... Storage device, 26a, 26b ... Dimming control unit, 27a, 27b ... Autofocus control unit, 28 ... mechanism control unit, 30 ... reference pattern, 32 ... reference pattern, 34 ... frame indicating reference image registration position range, 33-1, 33-2 ... measurement area, 33-1D ... measurement area 33-1 Left end, 33-1U ... right end of measurement area 33-1, 33-1H ... edge of pattern 31 in measurement area 33-1, 33-2U ... left end of measurement area 33-2, 33-2D ... measurement area 33- 2 right end, 33-2H: edge of pattern 31 in measurement area 33-2, 35: scanning line, 41a: imaging head 50a luminance waveform, 41b: imaging head 50b luminance waveform, 50a, 50b: imaging head.

Claims (1)

複数の撮像ヘッドを備え、被測定試料に形成されたパターンの寸法を測定するためのレシピ作成部を備え、該作成されたレシピに基いて、上記複数の撮像ヘッドのいずれかで撮像して得られる画像信号から該被測定試料に形成されたパターンの寸法を測定する寸法測定装置において、
上記レシピ部は、同じ被測定試料の同じ測定エリアを上記複数の撮像ヘッドで撮像して得られる画像信号に基づいてそれぞれ寸法を測定し、測定されたパターンの寸法が各撮像ヘッドの間で同一になるように各撮像ヘッドによる制御パラメータを変更するようにしてレシピを作成することを特徴とする寸法測定装置。
A plurality of imaging heads, a recipe creation unit for measuring the dimension of the pattern formed on the sample to be measured, and obtained by imaging with any of the plurality of imaging heads based on the created recipe In a dimension measuring apparatus for measuring a dimension of a pattern formed on the measurement sample from an image signal obtained,
The recipe unit measures dimensions based on image signals obtained by imaging the same measurement area of the same sample to be measured with the plurality of imaging heads, and the measured pattern dimensions are the same between the imaging heads. A dimension measuring apparatus that creates a recipe so that the control parameters of each imaging head are changed.
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