(57)【要約】【課題】顕微鏡を用いた検査装置において、被写体を変更する毎に高倍対物レンズの視野内か否かを判定し、視野外の場合には、再度低倍対物レンズに切替えてパターン位置を確認した後、高倍対物レンズに切替えるといった操作を不要にして、高倍対物レンズのままで、効率よく観察を続けることができる検査測定装置を提供する。【解決手段】予め低倍対物レンズでパターンを撮影し、その画像とその座標位置を登録しておく。高倍対物レンズで観察する際には、登録した低倍画像と高倍対物レンズの視野領域３１が低倍画像画面３２上に表示される。低倍画像の視野領域をマウスで移動すると、連動してステージが制御され容易に目的とするパターンを高倍対物レンズ視野内に位置させることができるので、低倍対物レンズに切替える必要がない。【選択図】図２
2008122097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹステージと、
前記ＸＹステージをＸＹ方向に移動するＸＹ移動機構と、
前記ＸＹステージをＺ方向に移動するＺステージ移動機構と、
低倍対物レンズおよび高倍対物レンズとを有する顕微鏡と、
前記顕微鏡に取り付けられたカメラと、
前記カメラが生成した被写体の映像信号が入力されるコンピュータと、
前記コンピュータに入力された前記被写体の映像信号の画像を表示するモニタとを少なくとも備える検査測定装置において、
前記顕微鏡の低倍対物レンズで撮影した被写体の画像とその座標位置とを予め登録しておき、前記被写体のパターンを前記高倍対物レンズで観察する際に、前記モニタの画面上には、前記登録した画像を表示すると共に、前記高倍対物レンズによる視野領域を表示し、かつ、前記コンピュータは、前記表示された視野領域に対するポインティングデバイスによる移動操作と連動して、前記ＸＹステージ移動機構と前記Ｚステージ移動機構を制御する機能を備えることを特徴とする検査測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検査測定装置に係り、特に医療用・産業用の検査測定装置に好適なステージ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査測定装置の適用例の一つに線幅測定装置がある。線幅測定装置は、主に半導体のＴＦＴ（Thin Film Transistor）のマスクパターン幅などの計測を行う装置である。線幅測定装置は、顕微鏡と、光源と、顕微鏡に取り付けられたカメラと、カメラ映像を表示するモニタと、被写体を載せる試料台であるステージと、ステージを水平面内でＸＹ方向に移動するＸＹ移動機構と、水平面に対して垂直方向のＺ方向に上下移動するＺ移動機構と、これらのＸＹＺ方向の各移動機構を制御するＰＣ（パーソナルコンピュータ）などで構成される。
【０００３】
従来、線幅測定装置において、ＰＣのアプリケーションソフトにより、モニタに表示される画面は、高倍対物レンズによるライブ画像画面と、ＸＹステージやＺステージの各移動方向を指示する複数の移動ボタンが配置されたＸＹＺステージ制御画面であった。操作者は、ＸＹＺステージ制御画面に表示される移動ボタンをマウス等で押すことにより、ＸＹステージを所望の方向に移動することができた。
【０００４】
このような構成を有する線幅測定装置では、例えば、ウエハ上に連続して生成されているパターンを、高倍対物レンズで観察する場合には、次のような流れで被写体を観察し、測定を行っていた。
【０００５】
先ず、顕微鏡の対物レンズを低倍対物レンズに切替え、モニタ画面に映し出されるライブ画像画面を観察し、パターンの確認ができたならば、操作者は、モニタ画面を観察しながらＸＹＺステージ制御画面の移動ボタンを操作してステージを移動させる。パターンを画像の中心位置に移動させた後、顕微鏡の対物レンズを、低倍対物レンズから高倍対物レンズに変更し、低倍対物レンズへの切替時と同様に、ＸＹＺステージ制御画面の移動ボタンを操作して、パターンが画像の中心位置に来るようにＸＹステージを移動した後、パターンを観察して検査、測定を行っていた。そして、次に、操作者が別のパターンを観察する場合には、先ず、高倍対物レンズ視野内か、否かを判別し、視野内の場合には、高倍対物レンズのままで、ＸＹＺステージ制御画面の移動ボタンを操作してステージを移動させ、パターンを観察する。もし、視野外の場合には、操作者は対物レンズを、再び低倍対物レンズに切替えて、モニタ画面に映し出される映像を観察し、パターンの確認ができたならば、高倍対物レンズに切替えてパターンの測定検査を行っていた。
【０００６】
なお、この種の検査測定装置としては、例えば、マクロ観察からミクロ観察への移行を自動化し、欠陥部の座標入力を簡単化する概観検査装置が特許文献１に、検査データを作成する過程で、位置座標データの入力を必要としないで画像処理パラメータを設定できる検査データ設定方法及びその方法を使った検査装置が特許文献２に、それぞれ提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５３１９号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記で説明した従来技術によれば、測定する被写体のパターンを高倍対物レンズで観察する場合、一旦、低倍対物レンズに変更し、視野を広くしてから、パターン位置を確認し、その後、ステージを画像の中心位置に移動させた後、高倍対物レンズに変更しなければならない。このため、別のパターンを観察しようとする場合には、高倍対物レンズの視野内かを判定し、視野外の場合には、一旦、低倍対物レンズに切替えて視野を広くして、画像の中心位置を確認してから、高倍対物レンズに変更するという判定と操作とを、被写体が変わる毎に繰り返す必要があり、作業効率が悪かった。
【０００９】
また、前記特許文献１および２には、低倍対物レンズから高倍対物レンズに切替えた際に、目的とする被写体が高倍対物レンズの視野内から外れた場合でも、低倍対物レンズに切替えずに、そのまま高倍対物レンズで観察を続けるという課題については考慮されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、被写体が変わる毎に視野内か否かを判定して、視野外の場合には、再度低倍対物レンズと高倍対物レンズとを切替えるといった操作を必要とせずに、効率よく高倍対物レンズのままで、観察ができる検査測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る検査測定装置は、ＸＹステージと、前記ＸＹステージをＸＹ方向に移動するＸＹ移動機構と、前記ＸＹステージをＺ方向に移動するＺステージ移動機構と、低倍対物レンズおよび高倍対物レンズとを有する顕微鏡と、前記顕微鏡に取り付けられたカメラと、前記カメラが生成した被写体の映像信号が入力されるコンピュータと、前記コンピュータに入力された前記被写体の映像信号の画像を表示するモニタとを少なくとも備える検査測定装置において、
前記顕微鏡の低倍対物レンズで撮影した被写体の画像と、その座標位置とを予め登録しておき、前記被写体のパターンを前記高倍対物レンズで観察する際に、前記モニタの画面上には、前記登録した画像を表示すると共に、前記高倍対物レンズによる視野領域を表示し、かつ、前記コンピュータは、前記表示された視野領域に対するポインティングデバイスによる移動操作と連動して、前記ＸＹステージ移動機構と前記Ｚステージ移動機構を制御する機能を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被写体のパターンを高倍対物レンズで観察する時、一度、低倍対物レンズで被写体のパターンを撮影し、その画像と座標位置を予め登録しておく。これにより、低倍対物レンズの視野内にあるパターンを観察する場合に、既に高倍対物レンズに変更して視野が狭くなり、観察したパターンが見えなくとも、予め保存した低倍画像データが示された位置を、マウスなどで選択するだけで、ＰＣ５０の制御により、その視野の座標位置に、ＸＹステージが移動する。低倍画像表示画面において、視野領域をマウスなどの操作により、移動すると、マウスの移動に連動してＸＹステージが移動制御されるので、容易に目的のパターンのある位置に移動させることができる。
【００１３】
したがって、被写体を変える毎に低倍対物レンズに切替える必要がなくなり、効率よく検査測定が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る一実施の形態について、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る線幅測定装置の構成を示す図である。線幅測定装置は通常、主にＸＹステージ４５、Ｚ移動機構４４、Ｘ移動機構４２、Ｙ移動機構４３、カメラ４０、光源４６、顕微鏡４１、顕微鏡の被写体に自動で焦点を合わせるためのＡＦ装置５２、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）５０、モニタ５１で構成される。
【００１６】
ＸＹステージ４５は被写体を載せる試料台であり、Ｘ移動機構４２とＹ移機構４３により、水平方向の位置制御を行い、Ｚ移動機構４４により、垂直方向の位置制御を行う。Ｘ移動機構４２とＹ移動機構４３、Ｚ移動機構４４は、ＰＣ５０のアプリケーションソフトウエアにより、それぞれＸドライバ４７とＹドライバ４８、Ｚドライバ４９を制御することで駆動される。被写体の映像は、顕微鏡４１からカメラ４０に入力される。カメラ４０は映像信号を生成し、この信号をＰＣ５０に入力する。ＰＣ５０のアプリケーションソフトウエアは、これらの映像をモニタ５１に表示する。
【００１７】
図２は、ＰＣ５０のアプリケーションソフトウエアによる本実施例の表示画面を示す図である。モニタ５１には、高倍画像のライブ画像を表示するライブ画像画面３０と、予め低倍対物レンズで撮影して登録しておいた低倍画像とその視野領域番号を示す低倍画像画面３２と、ＸＹステージをＸＹ方向やＺ移動方向へ移動制御する制御ボタンを示すＸＹＺステージ制御画面３３と、ウエハの模式図を示す模式図画面３７とが表示される。
【００１８】
ＸＹＺステージ制御画面３３のブロック矢印はボタンであり、このボタンをマウス等のポインティングデバイスで押すと、ＰＣ５０のアプリケーションソフトウエアにより、Ｘドライバ、Ｙドライバ、Ｚドライバが制御される。夫々、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向へ移動を行うのがＸＹステージボタン３５、＋Ｚ方向、−Ｚ方向へ移動を行うのが、Ｚステージボタン３４である。
【００１９】
模式図画面３７の円形パターン３６は、ウエハを模式図的に示したものである。また、低倍画像画面３２にある視野領域３１は、現在の対物レンズの視野を示している。
【００２０】
模式図画面３７は、格子状に１２の升目に分割され、ここでは、夫々Ｐ１〜Ｐ１２の参照番号を付して示している。これは、このウエハが、低倍対物レンズで１２個の視野に分割できることを示している。さらに、１２の升目Ｐ１〜Ｐ１２は、ボタン機能を持たせてあり、升目を押すと、升目に対応する登録画像の所定の座標位置に移動し、低倍画像画面３２に登録した画像を表示する。升目の座標は、ウエハのサイズが既知であることから、座標は一意に決定することができる。
【００２１】
また、１視野の画像は、撮像素子の水平方向と垂直方向の数が分かれば、予め、その対物レンズの１画素当りの大きさを決定することができる。そのため、図３に示すように、例えば、１視野６０内のハッチングしてある画素６１の座標（Ｘ，Ｙ）を求める場合には、１画素のサイズ、すなわち、ｄｘと、ｄｙとが既知であるため、視野領域の座標である視野座標（Ｘ０，Ｙ０）を決定できれば、次式により求められる。
Ｘ＝Ｘ０＋５ｄｘ
Ｙ＝Ｙ０＋５ｄｙ
つまり、この画像内の任意の画素位置の座標を、算出できることになる。
ウエハ上に連続して生成されているパターンを、高倍対物レンズで観察する場合について、図４を用いて説明すると、以下のようなステップの流れとなる。
【００２２】
先ず、模式図画面３７の視野Ｐ１〜Ｐ１２用の画像を低倍レンズで撮影して登録する。
ステップ１において、操作者は顕微鏡４１の対物レンズを低倍対物レンズに変更する。
次に、ステップ２において、操作者が模式図画面３７の升目を押すことで、ＰＣ５０によりＸ移動機構４２、Ｙ移動機構４３、Ｚ移動機構４４が制御されて、ＸＹステージ４５は、ＸＹＺ方向に動いて視野Ｐ１〜Ｐ１２用の座標位置に移動する。
ステップ３において、操作者は、その場所の画像を撮影する。ＸＹＺステージ制御画面３３により、その座標位置を調整した後、ステップ４において、その視野の座標として座標登録をする。なお座標登録した画像及び座標位置のデータは、図示はしないが、ＰＣ５０に接続されるハードディスクなどの周辺機器の外部記憶装置に格納しておけばよい。操作者は、全て完了？の判定ステップ５で、視野Ｐ１〜Ｐ１２までの画像と座標登録が完了したかどうかを判別し、完了していない場合には、ステップ２のＸＹＺ移動に戻る。
【００２３】
次に、視野Ｐ１〜Ｐ１２までの画像と座標登録が完了したならば、ステップ６において、顕微鏡の対物レンズを高倍対物レンズに変更する。
【００２４】
ステップ７において、操作者は、視野位置指定模式図画面３７の視野Ｐ１〜Ｐ１２までの視野番号を選択する。模式図画面３７の視野番号を示す領域は、ボタンになっている。操作者が、視野番号ボタンを押すと、ステップ８において、ＰＣ５０により、Ｘ移動機構４２、Ｙ移動機構４３、Ｚ移動機構４４が制御されて、ＸＹステージは、その視野番号の座標位置に移動する。ステップ９において、ステップ４の座標登録で登録した画像を表示させる。図２の低倍画像画面３２では、一例として視野Ｐ５を押した場合が示してあり、高倍画像画面（ライブ）の画像画面３０には、視野領域３１の高倍対物レンズによるライブ画像が表示されている。
【００２５】
次に、操作者は、ステップ１０の視野枠移動において、低倍画像３２の視野領域３１をマウスなどのポインティングデバイスにより移動させる。ＰＣ５０のアプリケーションソフトウエアは、視野領域３１を移動した分だけ、ステップ１１のＸＹＺ移動において、Ｘドライバ４７、Ｙドライバ４８、Ｚドライバ４９を制御することにより、ステージを移動させる。操作者は、ステップ１２において、目的とするパターンを、ライブ画像画面３０で観察することができる。
【００２６】
次に、別のパターンを高倍対物レンズで観察する場合、操作者はステップ１３において、パターンが低倍画像画面３２に表示されているかどうかを判別し、視野内ならば視野枠移動１０で視野枠を移動させる。もし、視野外である場合は、視野位置指定ステップ７に移行し、模式図画面３７の視野Ｐ１〜Ｐ１２で、パターンのある視野を選択する。
【００２７】
このように、ウエハ全体を示す模式図３７上に複数枚登録された低倍対物レンズの画像の位置を、低倍対物レンズの視野枠３１で示すことにより、操作者は、複数枚登録された低倍対物レンズの画像をポインティングデバイスなどで選択するだけで、画像を容易に切替えられると共に、低倍画像３２の視野領域３１をマウスなどによる移動操作に連動してＸＹステージが制御されるので、容易に高倍対物レンズの視野内に目的とするパターンを移動することができる。したがって、被写体を変える毎に低倍対物レンズに切替える必要がなくなる。
【００２８】
以上、好適な実施の形態について述べたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る検査測定装置の構成を示す図。
【図２】本発明に係る検査測定装置の表示画面を示す図。
【図３】画素位置の座標算出を説明する図。
【図４】本発明の検査測定装置における高倍対物レンズでの観察フローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
３０…ライブ画像画面、３１…対物レンズの視野領域、３２…低倍画像画面、４０…カメラ、４１…顕微鏡、３３…ＸＹＺステージ制御画面、３４…Ｚステージボタン、３５…ＸＹステージボタン、４２…Ｘ移動機構、４３…Ｙ移動機構、４４…Ｚ移動機構、４５…ＸＹステージ、４６…光源、４７…Ｘドライバ、４８…Ｙドライバ、４９…Ｚドライバ、５０…ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、５１…モニタ、Ｐ１〜Ｐ１２…視野。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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