显微镜图像测定装置及显微镜图像测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术在显微镜图像测定中，在进行具有超过焦点深度的阶梯差的测定对象物的测定、沿显微镜的光轴方向而不同的位置的图案比较等时，能够进行高精度的测定。显微镜图像测定装置具备：显微镜，对测定对象物的表面照射白色落射光来获得表面的放大像；分光摄像机，获得放大像的分光图像；及图像处理部，按每个波长提取分光图像来进行图像测定处理，显微镜将按每个波长而不同的焦点位置的像成像于分光摄像机的摄像面，图像处理部提取测定部位的对比度最高的波长的分光图像来进行边缘检测。高的波长的分光图像来进行边缘检测。高的波长的分光图像来进行边缘检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显微镜图像测定装置及显微镜图像测定方法


[0001]本专利技术涉及一种显微镜图像测定装置及测定方法。

技术介绍

[0002]已知有一种显微镜图像测定装置，其利用摄像装置拍摄测定对象物的表面的显微镜放大像，并进行所获取的图像的边缘检测等，由此进行表面各部的尺寸测定、形状测定等(例如，参考下述专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017
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49036号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术课题
[0007]这种显微镜图像测定装置将与显微镜的光轴垂直的测定对象物上的二维平面成像于摄像装置的摄像面来获取测定对象物表面的图像，并利用图像的对比度来进行测定对象位置的检测。因此，表面具有超过显微镜的焦点深度的阶梯差的测定对象物在二维图像中，焦点对准的部分与焦点未对准的失焦部分混在一起，若失焦部分成为测定对象位置，则无法进行高精度的位置检测，而产生测定误差变大的问题。
[0008]在这种情况下，能够进行显微镜的焦点调整而在沿光轴方向不同的位置上对准焦点，但在该情况下，会获取移动光学系统的不同状态的图像，因此测定中伴随光学系统的移动而产生各种误差，由此也无法进行高精度的测定。
[0009]并且，测定对象物为多层膜时，有时无需比较各层的图案形状等。在这种情况下，若经由透明的层，则能够将各层的图案形状的重叠状态等作为二维图像而获取。然而，若比较对象的图案的层间距离超过焦点深度，则如同上述问题，若将焦点与一个层的图案对准，则焦点与另一个层的图案对不准，而产生无法精确地进行两个图案的比较的问题。
[0010]本专利技术是为了解决这种问题而提出的。即，本专利技术的课题在于，在显微镜图像测定中，在进行具有超过焦点深度的阶梯差的测定对象物的测定、沿显微镜的光轴方向而不同的位置的图案比较等时，能够进行高精度的测定等。
[0011]用于解决技术课题的手段
[0012]为了解决这样的问题，本专利技术具备以下结构。
[0013]一种显微镜图像测定装置，其特征在于，具备：显微镜，对测定对象物的表面照射白色落射光来获得所述表面的放大像；分光摄像机，获得所述放大像的分光图像；及图像处理部，按每个波长提取所述分光图像来进行图像测定处理，所述显微镜将按每个波长而不同的焦点位置的像形成于所述分光摄像机的摄像面，所述图像处理部提取测定部位的对比度最高的波长的分光图像来进行边缘检测。
附图说明
[0014]图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的显微镜图像测定装置的说明图。
[0015]图2是表示显微镜的光学特性(色差)的说明图。
[0016]图3是表示图像处理部的功能的说明图。
[0017]图4是表示显微镜图像测定方法的一例的流程图。
[0018]图5是表示显微镜图像测定方法的一例的说明图。
[0019]图6是表示显微镜图像测定方法的另一例子的流程图。
[0020]图7是表示显微镜图像测定方法的另一例子的说明图。
具体实施方式
[0021]以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下说明中，不同图中的相同符号表示相同功能的部位，并且适当省略各图中的重复说明。
[0022]如图1所示，显微镜图像测定装置1进行测定对象物W的表面Wa的测定部位之间的距离测定、图案比较等，且具备显微镜10、分光摄像机20及图像处理部30。测定对象物W是在表面Wa具有测定对象的阶梯差的基板、在每个层之间具有测定对象的图案的多层膜基板。
[0023]显微镜10为对测定对象物W的表面Wa照射白色落射光来获得表面Wa的放大像的光学显微镜，其具备物镜11、管镜17等光学系统，并且具备用于将白色落射光照射到表面Wa的白色光源12及其光学系统(反射镜13及半反射镜14)。并且，显微镜10根据需要而具备用于获得表面Wa的放大像的监视器图像的监视器摄像机15及用于该监视器摄像机15的光学系统(半反射镜16)等。
[0024]分光摄像机20在显微镜10的光学系统的光轴10P上配置狭缝23和光栅元件(衍射光栅)21，而将在表面Wa反射的光进行波长分离，并使该分离的光经由中继透镜系统24成像于二维摄像机22的摄像面22a，并通过线分光方式按每个波长获取表面Wa的放大像的分光图像。
[0025]图像处理部30针对分光摄像机20所获取的每个波长的分光图像进行边缘检测等图像测定处理，由此进行表面Wa的测定位置之间的距离测定、图案比较等。
[0026]显微镜10的光学系统中会产生各种像差，尤其通过积极利用色差，显微镜10将按每个波长而不同的焦点位置的像成像于分光摄像机20的摄像面22a。如图2中用虚线所示，通常显微镜的物镜针对色差进行像差校正。在被称为消色差、半复消色差的校正中，针对F线(波长486nm)与c线(波长656nm)这两色进行色差的校正，在被称为复消色差的校正中，针对g线(436nm)、F线及c线这三色进行色差的校正。在此，半复消色差、复消色差的校正中，每个波长的焦点位置的偏移量抑制得比较小，但消色差的校正除了已校正的两色以外，每个波长的焦点位置的偏移量比较大。显微镜10的光学系统使用进行每个波长的焦点位置的偏移量比较大的消色差的校正的透镜系统，或如图2中用实线所示，使用每个波长的焦点位置的偏移量较大的透镜系统，由此能够将按每个波长而不同的焦点位置的像成像于分光摄像机20的摄像面22a。
[0027]例如如图3所示，图像处理部30的功能由分光图像保存部31、分光图像提取部32、边缘检测部33、图案检测部34、距离测定部35等构成。
[0028]分光图像保存部31将从分光摄像机20的二维摄像机22输出的每个波长的分光图
像随时保存到存储器中。分光图像提取部32从通过分光图像保存部31保存的每个波长的分光图像中提取测定部位的对比度最高的波长的分光图像。
[0029]边缘检测部33对通过分光图像提取部32提取的分光图像进行图像处理，由此进行测定部位的边缘检测，并将边缘位置存储到存储器中。在利用边缘检测部33检测出的边缘点存在多个时，图案检测部34检测连结该边缘点的图案，并将该图案的位置存储到存储器中。距离测定部35测定利用边缘检测部33检测出的边缘之间的距离或利用图案检测部34检测出的图案之间的距离。
[0030]在图4及图5中，对基于上述显微镜图像测定装置1的测定例进行说明。在此，将具有图5所示的阶梯差截面的基板(例如，TFT基板、滤色器基板等)作为测定对象物W，阶梯差具有显微镜10的焦点深度以上的深度。
[0031]若开始测定，则首先将测定对象物W设定在测定用工作台等上(步骤S01)，并将显微镜10的光轴10P移动到测定对象物W的表面Wa上的测定部位(步骤S02)。然后，一边观察分光摄像机的监视器输出，一边通过特定波长图像进行焦点调整(步骤S03)。
[0032]然后，通过分光摄像机20获取测定部位的每个波长的分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种显微镜图像测定装置，其特征在于，具备：显微镜，对测定对象物的表面照射白色落射光来获得所述表面的放大像；分光摄像机，获得所述放大像的分光图像；及图像处理部，按每个波长提取所述分光图像来进行图像测定处理，所述显微镜将按每个波长而不同的焦点位置的像成像于所述分光摄像机的摄像面，所述图像处理部提取测定部位的对比度最高的波长的分光图像来进行边缘检测。2.根据权利要求1所述的显微镜图像测定装置，其特征在于，所述图像处理部进行利用不同的波长的分光图像检测出的边缘之间的距离的测定。3.根据权利要求1所述的显微镜图像测定装置，其特征在于，所述图像处理部将连结利用一个波长的分光图像检测出的边缘点的图案与连结利用另一个波长的分光图像检测出的边缘点的图案的相对位置进行比较。4.一种显微镜图像测定方法，其特征在于，包括：对测定对象物的表面照射白色落射光并利用显微镜来获得所述表面的放大像，并且利用分光摄像机来获得所述放大像的分光图像的工序；及按...

【专利技术属性】
技术研发人员：水村通伸，
申请(专利权)人：株式会社V技术，
类型：发明
国别省市：