(57)【要約】【課題】メッシュパターン等の線幅を瞬時に精度良く測定する方法を提供する。【解決手段】線を撮影した画像から線形状を抽出する工程と、画像上に、抽出した線形状に対応する略対象位置に、抽出した線と一部重なり、線幅より大きい複数の領域を設定し、複数の重なる部分の重心を求め、複数の重心から画像上に抽出した線形状の仮の重心を設定する工程と、計測スケールの中心を仮の重心に置き、計測スケールを回転させて抽出した線と計測スケールとの重なり率を測定し、計測スケールの角度と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅の中央に対応する角度に計測スケールの角度を設定する工程と、設定した計測スケールの角度を保持して計測スケールを平行移動し、抽出した線と計測スケールとの重なり率が減衰または増加する二つの位置を求め、計測スケールの角度と平行移動の距離とから線の線幅を決定する工程とを含むことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線を撮影した画像から線形状を抽出する工程と、
画像上に、抽出した線形状に対応する略対象位置に、抽出した線と一部重なり、線幅より大きい複数の領域を設定し、複数の重なる部分の重心を求め、複数の重心から画像上に抽出した線形状の仮の重心を設定する工程と、
計測スケールの中心を仮の重心に置き、計測スケールを回転させて抽出した線と計測スケールとの重なり率を測定し、計測スケールの角度と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅の中央に対応する角度に計測スケールの角度を設定する工程と、
設定した計測スケールの角度を保持して計測スケールを平行移動し、抽出した線と計測スケールとの重なり率が減衰または増加する二つの位置を求め、計測スケールの角度と平行移動の距離とから線の線幅を決定する工程とを含むことを特徴とする線幅の計測方法。
【請求項２】
線形状を抽出する工程が、画像の輝度波形の二値化値、輝度波形の一次微分値の二値化値および輝度波形の二次微分値の二値化値を加算して得られる画像に膨張および収縮処理を行うことからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
線形状を抽出する工程が、画像の輝度波形の二値化値、輝度波形を鮮鋭化処理した波形の二値化値を加算して得られる画像に膨張および収縮処理を行うことからなる請求項１記載の方法。
【請求項４】
平行移動の距離を、計測スケールの移動距離と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅に対応する距離とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメッシュパターン等の線幅の計測方法に関する。詳しくはメッシュパターン等の線幅を瞬時に精度良く計測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路、ディスプレイ前面板等には微細な線からなるメッシュパターンが設けられる。これらの微細な線幅の測定方法として、顕微鏡で実測する方法、画像濃度を測定して行う方法等が知られている。画像濃度を測定して行う方法として、例えば、基準線幅パッチを用い、平均画像濃度を測定して線幅を求める方法が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−５１６０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、顕微鏡で実測する方法は、瞬時に測定するのは困難であり、製造プロセスにリンクさせる方法としては不向きである。また画像濃度を測定して行う方法は、線幅の平均値を測定するものであり、個々の部分の線幅を測定するものではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者はかかる課題を解決するために、メッシュパターン等の個々の線幅を瞬時に精度良く測定する方法について鋭意検討した結果、撮影した画像から線形状を抽出し、抽出した線形状の画像上に計測スケールの角度を線形状に合わせて設定し、計測スケールを平行移動させて線と計測スケールとの重なり部分を求め、計測スケールの角度と平行移動距離から線幅を求めることによって、メッシュパターン等の線幅を瞬時に精度良く測定できることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
すなわち本発明は、線を撮影した画像から線形状を抽出する工程と、画像上に、抽出した線形状に対応する略対象位置に、抽出した線と一部重なり、線幅より大きい複数の領域を設定し、複数の重なる部分の重心を求め、複数の重心から画像上に抽出した線形状の仮の重心を設定する工程と、計測スケールの中心を仮の重心に置き、計測スケールを回転させて抽出した線と計測スケールとの重なり率を測定し、計測スケールの角度と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅の中央に対応する角度に計測スケールの角度を設定する工程と、設定した計測スケールの角度を保持して計測スケールを平行移動し、抽出した線と計測スケールとの重なり率が減衰または増加する二つの位置を求め、計測スケールの角度と平行移動の距離とから線の線幅を決定する工程とを含むことを特徴とする線幅の計測方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら図面に限られるものではない。
図１は本発明の線幅の計測方法に使用する装置の概要と撮影した画像の例を示す図である。（ａ）は装置の概要、（ｂ）は撮影画像、（ｃ）はその拡大画像である。
例えば、ディスプレイ前面板に印刷したメッシュパターン（１）を顕微鏡カメラ（２）で撮影し、コンピューター（３）およびディスプレイ（４）で画像処理し、メッシュパターンの線幅を求める。
【０００８】
メッシュパターンを構成する線などの数ミクロン〜数十ミクロン程度の細い線の場合には、通常、顕微鏡カメラを用いて撮影するが、これに限定されるものではない。
撮影した線の画像は、まだらであったり、一部が細くなったり、途切れている場合もある。これらの影響をなくするため、線形状を抽出処理して、線形状を明確化する。
【０００９】
線形状を抽出処理は、画像の輝度波形の二値化値、輝度波形の一次微分値の二値化値および輝度波形の二次微分値の二値化値を加算して得られる画像に膨張および収縮処理をして行われる。
この抽出処理の例を図２、図３に示す。図２は各処理の画像の輝度波形を示す。（１）は線の断面の原波形、（１’）は原波形の二値化値、（２）は原波形の１次微分の絶対値、（２’）は１次微分の絶対値の二値化値、（３）は原波形の２次微分値、（３’）は２次微分の二値化値、（４）は各二値化値の加算値、（５）は二値化値の加算値を膨張収縮処理した結果を表す。図３は前記（１）〜（５）に対応する画像である。
【００１０】
膨張収縮処理の方法は、通常、画像処理で使用される方法で行われる。例えば、線を構成するそれぞれの画素について、その周囲の４方向または８方向の１〜２画素を白くし、それを１〜２回行い（膨張）、その後、この膨張回数より多く収縮させ、次いで膨張回数の合計と収縮回数が同じになるよう膨張させて行う。
【００１１】
線形状を抽出処理は、上記の微分処理の代わりに鮮鋭化処理した波形を用いてもよい。すなわち、線形状を抽出する工程を、画像の輝度波形の二値化値、輝度波形を鮮鋭化処理した波形の二値化値を加算して得られる画像に膨張および収縮処理を行っても良い。鮮鋭化処理は複数回行ってもよく、その方法は、通常、画像処理で使用される方法で行われる。
この抽出処理の例を図４、図５に示す。図４は各処理の画像の輝度波形を示す。（１）は線の断面の原波形、（１’）は原波形の二値化値、（２）は原波形を１回鮮鋭化処理した輝度波形、（２’）はその二値化値、（３）は原波形を２回鮮鋭化処理した輝度波形、（３’）はその二値化値、（４）は各二値化値の加算値、（５）は二値化値の加算値を膨張収縮処理した結果を表す。図５は前記（１）〜（５）に対応する画像である。
【００１２】
次に、この様にして線形状を抽出した画像上に、線形状の重心を設定するために、線形状に対応する略対象位置に抽出した線と一部重なり、線幅より大きい複数の領域を設定する。設定した複数の領域について、重なる部分に重心を設定する。複数の重なる部分の重心から線形状の重心を設定する。
この重心を設定する工程の例を図６に示す。この例では格子を形成する線、すなわち直交する線の画像である。この線と一部重なり、線幅より大きい領域（直線で囲む領域）を四方の線形状に対応する略対象位置に設定する。この領域を形成する線と抽出された線とで形成される平行四辺形の対角線の交点をこの部分の重心とし、これらの部分の重心から形成される四辺形の対角線の交点を抽出した線形状の仮の重心とする。
【００１３】
次に、計測スケールの角度を抽出した線の角度に合わせる。具体的には、この仮の重心に計測スケールの中心を置き、計測スケールを回転させて抽出した線形状と計測スケールの重なり率を測定し、計測スケールの角度と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅の中央に対応する角度に計測スケールの角度を設定する。
この計測スケールの角度を設定する工程の例を図７に示す。直交する線（黒線）からなる計測スケールの中心を先に設定した線形状の仮の重心に置き、これを回転させる（ａ）。その時、計測スケールの直線と抽出した線との重なり率を測定し、計測スケールの角度と重なり率の関係を示す曲線において、重なり率の半値幅の中央に対応する角度に計測スケールの角度を設定する（ｂ）。
【００１４】
次に、この設定した計測スケールの角度を保持して計測スケールを平行移動し、線形状と計測スケールとの重なり率が減衰または増加する二つの位置を求め、計測スケールの角度と平行移動の距離とから線の線幅を決定する。
この線幅を決定する工程の例を図８に示す。直交する計測スケールを形成する一方の直線を平行移動させて行き（ａ→ｂ→ｃ）、重なり率が減衰する位置を求める。平行移動し過ぎた場合は戻して（ｄ）、重なり率が増加する位置を求める。計測スケールを平行移動させて線形状の線幅に対応して重なり率が減衰または増加する二つの位置を求め、その間の平行移動距離と計測スケールの直線の角度から、線形状の線幅を求める。平行移動距離は、通常、平行移動距離と重なり率の関係を示す曲線における重なり率の半値幅に対応する距離として把握される。直交する線についても同様にして線幅が求められる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の方法によって、メッシュパターン等の個々の線幅を瞬時に精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の線幅の計測方法に使用する装置の概要と撮影した画像を示す図である。
【図２】線形状の抽出処理の例における各輝度波形を示す図である。
【図３】線形状の抽出処理の例における各画像を示す図である。
【図４】線形状の抽出処理の別の例における各輝度波形を示す図である。
【図５】線形状の抽出処理の別の例における各画像を示す図である。
【図６】線形状の仮の重心を設定する工程の例を示す図である。
【図７】計測スケールの角度を設定する工程の例を示す図である。
【図８】計測スケールを平行移動して線幅を決定する工程の例を示す図である。
【符号の説明】
１：メッシュパターン
２：顕微鏡カメラ
３：コンピューター
４：ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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