專利名稱：顯微鏡攝像裝置及尺寸測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過顯微鏡攝像裝置將形成于基板上的圖案的尺寸放大來測(cè)量尺寸的尺寸測(cè)量裝置，特別涉及多個(gè)攝像頭的運(yùn)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
尺寸測(cè)量裝置是通過顯微鏡將對(duì)形成在照相機(jī)基板上的圖案等的被攝體照射照明光而得到的圖案圖像放大、對(duì)通過CCD照相機(jī)等的攝像裝置將該圖像攝像而得到的圖案圖像進(jìn)行圖像處理、自動(dòng)測(cè)量尺寸的裝置。
在對(duì)被攝體照射照明光的情況下，有從顯微鏡通過同軸反射照射并處理由其反射光得到的圖像的反射照明方式、和從試料的背側(cè)對(duì)顯微鏡照射并處理由其透過光得到的圖像的透過照明方式。
在LCD(Liquid Crystal Device)基板那樣的接近于透明的基板(以下稱作玻璃基板)的尺寸測(cè)量中，具備兩個(gè)照明機(jī)構(gòu)，根據(jù)對(duì)象圖案而分開使用。
以往，玻璃基板的圖案尺寸測(cè)量一般是通過圖3所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。圖3是用來說明以往的尺寸測(cè)量裝置的框圖，是從上觀察尺寸測(cè)量裝置的圖。此外，圖4是用來說明圖3的結(jié)構(gòu)的尺寸測(cè)量裝置的控制的方法的控制框圖。
在圖3和圖4中，作為玻璃基板的被測(cè)量對(duì)象物86固定在Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87上，在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88的作用下向Y方向(箭頭98)移動(dòng)。
另一方面，具備攝像裝置及照明裝置的顯微鏡測(cè)頭(head)81設(shè)置在上下移動(dòng)載物臺(tái)83上，用于在圖像處理裝置89的作用下對(duì)準(zhǔn)顯微鏡圖像的焦點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)焦控制。
此外，圖像處理裝置89控制顯微鏡測(cè)頭81，進(jìn)行顯微鏡測(cè)頭81的照明調(diào)節(jié)、透鏡倍率選擇、自動(dòng)對(duì)焦控制、攝像、以及圖像處理的尺寸測(cè)量。
上下移動(dòng)載物臺(tái)83設(shè)置在用來移動(dòng)顯微鏡測(cè)頭81的X方向移動(dòng)載物臺(tái)82上，X方向移動(dòng)載物臺(tái)82通過在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88的控制下使上下移動(dòng)載物臺(tái)83沿X方向移動(dòng)而使顯微鏡測(cè)頭81向X方向(箭頭99)移動(dòng)。
在顯微鏡測(cè)頭81的下部配置有透過照明裝置84，在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88的作用下與顯微鏡測(cè)頭81同步地沿X方向移動(dòng)。
載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88由用來驅(qū)動(dòng)Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87和X方向移動(dòng)載物臺(tái)82的驅(qū)動(dòng)電路部、以及進(jìn)行載物臺(tái)的移動(dòng)控制和位置坐標(biāo)管理的載物臺(tái)控制部構(gòu)成，進(jìn)行各載物臺(tái)(Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87及X方向移動(dòng)載物臺(tái)82)的向從載物臺(tái)控制裝置90指示的位置坐標(biāo)的定位。
在各載物臺(tái)的移動(dòng)范圍端設(shè)置有用來防止機(jī)械沖突的限位傳感器(未圖示)，載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88如果檢測(cè)到其信號(hào)，則將該載物臺(tái)緊急停止。
在X方向移動(dòng)載物臺(tái)82、顯微鏡測(cè)頭上下移動(dòng)載物臺(tái)83、透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)85、以及Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87的作用下，顯微鏡測(cè)頭81能夠移動(dòng)到被測(cè)量對(duì)象物86上的任意的位置，在顯微鏡測(cè)頭81移動(dòng)到任意的位置后，通過圖像處理裝置89進(jìn)行尺寸測(cè)量(參照特許文獻(xiàn)1)。
特許文獻(xiàn)1特開2002-228411號(hào)公報(bào)LCD用基板等玻璃基板在近年來大型化不斷發(fā)展，隨之在1片玻璃基板上測(cè)量的點(diǎn)數(shù)增多。
另一方面，雖然進(jìn)行了每1個(gè)點(diǎn)的測(cè)量所需要的時(shí)間的改善，但是由于趕不上基板的大型化的擴(kuò)展速度，所以為了完成需要的測(cè)量處理，在1個(gè)生產(chǎn)線中需要比目前增加尺寸測(cè)量裝置載物臺(tái)數(shù)。
如果增加了尺寸測(cè)量裝置的載物臺(tái)數(shù)，則有投資金額大幅上升的問題。為了防止這樣的投資金額的增大，在不增加尺寸測(cè)量裝置的載物臺(tái)數(shù)的情況下大幅縮短玻璃基板的尺寸測(cè)量工序中的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間成為較大的課題。
為了解決上述的課題，設(shè)置多個(gè)顯微鏡測(cè)頭而同時(shí)用多個(gè)顯微鏡測(cè)量不同的位置的圖案的方法已經(jīng)實(shí)用化。
這種方法是將被測(cè)量對(duì)象區(qū)域分割為多個(gè)，使一個(gè)顯微鏡測(cè)頭負(fù)責(zé)分割后的一個(gè)區(qū)域，同時(shí)通過多個(gè)顯微鏡測(cè)量不同位置的圖案。在此情況下，由于需要多個(gè)顯微鏡測(cè)頭、顯微鏡的動(dòng)作載物臺(tái)以及圖像處理裝置，所以有故障的可能性增大、裝置的工作效率下降以及生產(chǎn)線的穩(wěn)定性下降的問題。
即，如果裝置的一部分、例如顯微鏡測(cè)頭或顯微鏡的動(dòng)作載物臺(tái)的一部分或圖像處理裝置故障，則不能進(jìn)行故障的系統(tǒng)所負(fù)責(zé)的分割的被測(cè)量對(duì)象區(qū)域的測(cè)量，所以有不能進(jìn)行被測(cè)量對(duì)象整個(gè)區(qū)域的測(cè)量的問題。此外，還有因一部分的故障而產(chǎn)生裝置報(bào)警、裝置系統(tǒng)整體不動(dòng)作的問題。此外，有為了建立故障的復(fù)原處理機(jī)制而發(fā)生備用部件的配備或維護(hù)機(jī)制維持費(fèi)等龐大的費(fèi)用的問題。
另一方面，在沒有建立故障的復(fù)原處理機(jī)制的情況下，不能長時(shí)間運(yùn)行裝置，所以即使實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的大幅縮短，也需要準(zhǔn)備后備裝置，有不能實(shí)現(xiàn)由減少尺寸測(cè)量裝置載物臺(tái)數(shù)帶來的投資金額降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述問題，采用為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的縮短而設(shè)置多個(gè)顯微鏡測(cè)頭、同時(shí)通過多個(gè)顯微鏡測(cè)量不同位置的圖案的方法，并且充實(shí)故障時(shí)的裝置后備功能，解決故障帶來的裝置工作效率下降或生產(chǎn)線的穩(wěn)定性下降的問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的尺寸測(cè)量裝置為了充實(shí)采用設(shè)置多個(gè)顯微鏡測(cè)頭、同時(shí)通過多個(gè)顯微鏡測(cè)量不同位置的圖案的方法的測(cè)量方式、和故障時(shí)的裝置后備功能，解決故障帶來的裝置的工作率下降及生產(chǎn)線的穩(wěn)定性下降的問題，進(jìn)行了如下的構(gòu)造及控制，使多個(gè)顯微鏡測(cè)頭及透過照明裝置分別具有能夠在玻璃基板上的被測(cè)量區(qū)域上以直線狀移動(dòng)的行程，即使在至少1個(gè)顯微鏡測(cè)頭故障或非工作等的異常狀態(tài)下，也使故障或非工作狀態(tài)的顯微鏡測(cè)頭移動(dòng)到退避位置，使其他顯微鏡測(cè)頭在被測(cè)量對(duì)象物的被測(cè)量區(qū)域的全部區(qū)域中移動(dòng)而能夠進(jìn)行測(cè)量處理。
進(jìn)而，通過傳感器檢測(cè)至少1個(gè)顯微鏡測(cè)頭處于退避位置的狀態(tài)，進(jìn)行如下的軟件控制在傳感器檢測(cè)到上述狀態(tài)的期間，使該顯微鏡測(cè)頭處于非工作狀態(tài)，即使將該顯微鏡測(cè)頭、關(guān)聯(lián)動(dòng)作軸、或者關(guān)聯(lián)圖像處理裝置的任一個(gè)或全部的電源切斷，也能夠通過剩余的顯微鏡測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。
此外，在多個(gè)顯微鏡測(cè)頭及透過照明裝置的X方向動(dòng)作軸上，分別設(shè)置有在機(jī)械地沖突之前檢測(cè)的限位傳感器，總是監(jiān)視該信號(hào)，并且總是監(jiān)視多個(gè)顯微鏡測(cè)頭間及多個(gè)透過照明裝置間的X方向的坐標(biāo)的差量，通過軟件控制以使得在該差量為預(yù)定值以內(nèi)時(shí)減速停止，防止機(jī)械沖突，實(shí)現(xiàn)故障率降低。
即，有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)方案1的顯微鏡攝像裝置具備第1載物臺(tái)，能夠與在被測(cè)量對(duì)象物上具有多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的平面區(qū)域上的相互交叉的第1方向與第2方向中的第1方向平行地移動(dòng)；N個(gè)攝像頭，被設(shè)置在上述第1載物臺(tái)上，能夠在上述第1載物臺(tái)上與上述第2方向平行地分別獨(dú)立地移動(dòng)，對(duì)上述被測(cè)量對(duì)象物攝像，在上述平面區(qū)域上分割后的N個(gè)區(qū)域內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)分別移動(dòng)，N為2以上的整數(shù)；上下移動(dòng)載物臺(tái)，使該攝像頭分別獨(dú)立地上下移動(dòng)；異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)于上述N個(gè)攝像頭分別檢測(cè)異常；以及控制機(jī)構(gòu)；上述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以便在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到異常的情況下，使該攝像頭從上述被測(cè)量對(duì)象物的平面區(qū)域退避到退避區(qū)域，通過上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)沒有檢測(cè)到異常的攝像頭而能夠在上述被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)。
此外，優(yōu)選的是，有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)方案2的顯微鏡攝像裝置還具備N個(gè)透過照明裝置，與上述N個(gè)攝像頭分別對(duì)應(yīng)；以及透過照明移動(dòng)載物臺(tái)，將上述透過照明裝置同步移動(dòng)到上述N個(gè)攝像頭的上述平面區(qū)域上的位置，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到攝像頭的異常的情況下，使對(duì)應(yīng)的透過照明裝置從上述被測(cè)量對(duì)象物的平面區(qū)域退避到退避區(qū)域。
此外，優(yōu)選的是，有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)方案3的顯微鏡攝像裝置還具備N個(gè)透過照明裝置，與上述N個(gè)攝像頭分別對(duì)應(yīng)；以及透過照明移動(dòng)載物臺(tái)，將上述透過照明裝置同步移動(dòng)到上述N個(gè)攝像頭的上述平面區(qū)域上的位置，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)透過照明裝置的異常，上述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以便在檢測(cè)到上述N個(gè)透過照明裝置的任一個(gè)的異常的情況下，使該透過照明裝置與對(duì)應(yīng)的攝像頭一起退避到上述退避區(qū)域，通過與上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)沒有檢測(cè)到異常的透過照明裝置對(duì)應(yīng)的攝像頭而能夠在上述被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)。
此外，本發(fā)明的尺寸測(cè)量裝置具備技術(shù)方案1所述的顯微鏡攝像裝置；以及N個(gè)圖像處理部，與上述N個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)，根據(jù)從上述N個(gè)攝像頭輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行上述被測(cè)量對(duì)象物的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)圖像處理部的異常，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到上述N個(gè)圖像處理部的任一個(gè)的異常的情況下，使與檢測(cè)到上述異常的圖像處理部對(duì)應(yīng)的攝像頭退避到上述退避區(qū)域。
此外，本發(fā)明的尺寸測(cè)量裝置具備技術(shù)方案2或3所述的顯微鏡攝像裝置；以及N個(gè)圖像處理部，與上述N個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)，根據(jù)從上述N個(gè)攝像頭輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行上述被測(cè)量對(duì)象物的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)圖像處理部的異常，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到上述N個(gè)圖像處理部的任一個(gè)的異常的情況下，使與檢測(cè)到上述異常的圖像處理部對(duì)應(yīng)的攝像頭和透過照明裝置退避到上述退避區(qū)域。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在1載物臺(tái)裝置中使用多個(gè)顯微鏡同時(shí)測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的大幅縮短。
此外，通過使多個(gè)顯微鏡動(dòng)作軸與照明動(dòng)作軸具有有退避區(qū)域的富余的動(dòng)作行程，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)能浖刂?，充?shí)了故障時(shí)的裝置后備功能，能夠防止故障帶來的裝置的工作率的下降及生產(chǎn)線穩(wěn)定性下降的問題，可靠性增加。
進(jìn)而，在玻璃基板上存在多個(gè)相同的圖案的情況下，通過多個(gè)頭測(cè)量，在只有1個(gè)圖案的情況下，僅驅(qū)動(dòng)1個(gè)頭進(jìn)行測(cè)量，能夠具備切換是通過多個(gè)頭動(dòng)作還是通過1個(gè)頭動(dòng)作的功能。因此，能夠根據(jù)基板的種類、產(chǎn)品的種類、或者測(cè)量的種類而進(jìn)行各種測(cè)量，所以在1載物臺(tái)裝置中能夠進(jìn)行多種使用方法。


圖1是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的尺寸測(cè)量裝置的框圖。
圖2是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的尺寸測(cè)量裝置的控制的方法的控制框圖。
圖3是用來說明以往的尺寸測(cè)量裝置的框圖。
圖4是用來說明以往的結(jié)構(gòu)的尺寸測(cè)量裝置的控制方法的控制框圖。
圖5是用來說明本發(fā)明的線寬測(cè)量裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是說明因試料的搭載偏差而產(chǎn)生的位置錯(cuò)誤與補(bǔ)正的圖。
圖7是表示本發(fā)明的線寬測(cè)量裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖8是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖10是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖11是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖12是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖13是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖14是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖15是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖16是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖17是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖18是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖19是表示本發(fā)明的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
圖20是表示本發(fā)明的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
特別通過LCD線寬測(cè)量裝置等的形成在玻璃基板上的圖案的尺寸測(cè)量裝置對(duì)本發(fā)明的顯微鏡攝像裝置及尺寸測(cè)量裝置進(jìn)行說明。
圖1是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的尺寸測(cè)量裝置的框圖，是從上觀察尺寸測(cè)量裝置的圖。此外，圖2是用來說明圖1的結(jié)構(gòu)的尺寸測(cè)量裝置的控制的方法的控制框圖。
在圖1和圖2中，作為LCD基板等的玻璃基板的被測(cè)量對(duì)象物86固定在Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87上，在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’的作用下沿Y方向(箭頭98)移動(dòng)。
另一方面，具備攝像裝置及照明裝置的顯微鏡測(cè)頭81作為攝像頭設(shè)置在上下移動(dòng)載物臺(tái)83上，用于在圖像處理裝置89的作用下對(duì)準(zhǔn)顯微鏡圖像的焦點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)焦控制。此外，具備攝像裝置及照明裝置的顯微鏡測(cè)頭91設(shè)置在上下移動(dòng)載物臺(tái)93上，用于在圖像處理裝置97的作用下對(duì)準(zhǔn)顯微鏡圖像的焦點(diǎn)的自動(dòng)對(duì)焦控制。
此外，圖像處理裝置89控制顯微鏡測(cè)頭81，進(jìn)行顯微鏡測(cè)頭81的照明調(diào)節(jié)、透鏡倍率選擇、自動(dòng)對(duì)焦控制、攝像、以及通過圖像處理的尺寸測(cè)量。同樣，圖像處理裝置97控制顯微鏡測(cè)頭91，進(jìn)行顯微鏡測(cè)頭91的照明調(diào)節(jié)、透鏡倍率選擇、自動(dòng)對(duì)焦控制、攝像、以及通過圖像處理的尺寸測(cè)量。
即，顯微鏡測(cè)頭81與91能夠在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’的作用下分別獨(dú)立地向被測(cè)量對(duì)象物的平面區(qū)域內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)的位置移動(dòng)。圖像處理裝置89和97還能夠控制顯微鏡測(cè)頭81和91而分別進(jìn)行位置補(bǔ)正，進(jìn)而，分別獨(dú)立地進(jìn)行照明調(diào)節(jié)、透鏡倍率選擇、自動(dòng)對(duì)焦控制、攝像、以及通過圖像處理的尺寸測(cè)量。
上下移動(dòng)載物臺(tái)83設(shè)置在用來移動(dòng)顯微鏡測(cè)頭81的X方向移動(dòng)載物臺(tái)82上，通過X方向移動(dòng)載物臺(tái)82在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’的控制下使上下移動(dòng)載物臺(tái)83沿X方向移動(dòng)，使顯微鏡測(cè)頭81沿X方向(箭頭99)移動(dòng)。同樣，上下移動(dòng)載物臺(tái)93設(shè)置在用來移動(dòng)顯微鏡測(cè)頭91的X方向移動(dòng)載物臺(tái)92上，通過X方向移動(dòng)載物臺(tái)92在載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’的控制下使上下移動(dòng)載物臺(tái)93沿X方向移動(dòng)，使顯微鏡測(cè)頭91沿X方向移動(dòng)。
在上下移動(dòng)載物臺(tái)93與X方向移動(dòng)載物臺(tái)92之間，設(shè)置有使顯微鏡測(cè)頭91沿Y方向細(xì)微地移動(dòng)(微移動(dòng))的Y方向微動(dòng)載物臺(tái)94，補(bǔ)正因被測(cè)量對(duì)象物86在Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87的作用下沿Y方向移動(dòng)時(shí)的、顯微鏡測(cè)頭間的透鏡的偏心偏差或被測(cè)量對(duì)象物86相對(duì)于載物臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向的誤差產(chǎn)生的測(cè)量圖案位置偏差(后述)。
X方向移動(dòng)載物臺(tái)82及92具有能夠使顯微鏡測(cè)頭81、91分別在被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)的行程，在至少1個(gè)顯微鏡測(cè)頭、透過照明裝置或圖像處理裝置為故障或非工作的異常狀態(tài)的情況下，如果異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)(未圖示)檢測(cè)到該異常狀態(tài)，則載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’使故障或非工作狀態(tài)的顯微鏡測(cè)頭和與其對(duì)應(yīng)的透過照明裝置、異常狀態(tài)的透過照明裝置和與其對(duì)應(yīng)的顯微鏡測(cè)頭以及對(duì)應(yīng)于異常狀態(tài)的圖像處理裝置的顯微鏡測(cè)頭及透過照明裝置移動(dòng)到退避位置，其余的顯微鏡測(cè)頭及透過照明裝置能夠在被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)，能夠移動(dòng)到包括處于故障或非工作等的移動(dòng)狀態(tài)的攝像頭所負(fù)責(zé)的測(cè)量點(diǎn)位置的所有的測(cè)量點(diǎn)位置。
因此，對(duì)于透過照明裝置84及95，也分別具有能夠在被測(cè)量區(qū)域移動(dòng)的行程，即使在至少1個(gè)透過照明裝置為故障或非工作狀態(tài)下，也使該顯微鏡測(cè)頭和透過照明裝置移動(dòng)到退避位置，其他的顯微鏡測(cè)頭與透過照明裝置能夠在整個(gè)被測(cè)量區(qū)域以直線狀移動(dòng)。
此外，在顯微鏡測(cè)頭81與91的各自的退避位置上配置有退避位置檢測(cè)傳感器(未圖示)，在該傳感器檢測(cè)到至少1個(gè)顯微鏡測(cè)頭處于退避位置的狀態(tài)的期間，使該顯微鏡測(cè)頭成為非工作狀態(tài)，進(jìn)行即使將該顯微鏡測(cè)頭、其關(guān)聯(lián)動(dòng)作軸、或者關(guān)聯(lián)圖像處理裝置89、97的任一個(gè)或所有的電源切斷、也能夠通過其余的顯微鏡測(cè)頭、其關(guān)聯(lián)動(dòng)作軸、以及關(guān)聯(lián)圖像處理裝置進(jìn)行測(cè)量的軟件控制。
另外，上述控制由系統(tǒng)控制裝置90’進(jìn)行，在該系統(tǒng)控制裝置90’中具備故障的檢測(cè)或工作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，但也可以另外具有檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’由用來驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電路、和進(jìn)行載物臺(tái)的移動(dòng)控制以及位置坐標(biāo)管理的載物臺(tái)控制裝置構(gòu)成，將各載物臺(tái)定位到從系統(tǒng)控制裝置90’指示的位置坐標(biāo)。
此外，載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’總是監(jiān)視多個(gè)顯微鏡測(cè)頭間以及多個(gè)透過照明裝置間的X方向的坐標(biāo)的差量，在該差量為預(yù)定的值以內(nèi)時(shí)，進(jìn)行軟件控制以使其減速停止，來防止沖突。
在各載物臺(tái)的移動(dòng)范圍端，設(shè)置有用來防止機(jī)械沖突的限位傳感器，載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’如果檢測(cè)到其信號(hào)，則將載物臺(tái)緊急停止。
進(jìn)而，在X方向移動(dòng)載物臺(tái)82與92上，分別設(shè)有在機(jī)械地沖突前檢測(cè)的限位傳感器(未圖示)，載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’總是監(jiān)視其信號(hào)，并且總是監(jiān)視各個(gè)顯微鏡測(cè)頭間的X方向的坐標(biāo)的差量，在該差量成為預(yù)定的值以內(nèi)時(shí)，通過進(jìn)行軟件控制以使其減速停止來防止機(jī)械沖突。
同樣，在透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)85及96上，也分別設(shè)置有在機(jī)械地沖突前檢測(cè)的限位傳感器，載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置88’總是監(jiān)視其信號(hào)，并且總是監(jiān)視各個(gè)透過照明裝置間的X方向的坐標(biāo)的差量，在該差量成為預(yù)定的值以內(nèi)時(shí)，通過進(jìn)行軟件控制以使其減速停止來防止機(jī)械沖突。
進(jìn)而，在顯微鏡測(cè)頭X方向移動(dòng)載物臺(tái)82及92、上下移動(dòng)載物臺(tái)83及93、透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)85及96、以及Y方向移動(dòng)載物臺(tái)87的作用下，各顯微鏡測(cè)頭81和91、以及透過照明裝置84及95能夠移動(dòng)到被測(cè)量對(duì)象物86上的任意的位置，在被測(cè)量對(duì)象沿Y方向移動(dòng)的時(shí)刻，各個(gè)顯微鏡測(cè)頭同時(shí)向X方向移動(dòng)，并且顯微鏡測(cè)頭91沿Y方向稍稍移動(dòng)。接著，在結(jié)束移動(dòng)的同時(shí)，通過各個(gè)顯微鏡測(cè)頭在被測(cè)量對(duì)象物86上的各個(gè)不同的位置上獨(dú)立地大致同時(shí)地通過控制軟件執(zhí)行測(cè)量處理。
另外，在上述實(shí)施例中，是通過Y方向移動(dòng)載物臺(tái)移動(dòng)而攝像頭移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但也可以是使玻璃基板沿Y方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，也可以是使玻璃基板與攝像頭兩者移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，通過將顯微鏡測(cè)頭81、X方向移動(dòng)載物臺(tái)82、上下移動(dòng)載物臺(tái)83、透過照明裝置84、透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)85、以及圖像處理裝置89作為1組的測(cè)量處理單位進(jìn)行控制的組合的情況、和將顯微鏡測(cè)頭91、X方向移動(dòng)載物臺(tái)92、上下移動(dòng)載物臺(tái)93、透過照明裝置95、透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)96、以及圖像處理裝置97、以及Y方向微動(dòng)載物臺(tái)94作為1組的測(cè)量處理單位進(jìn)行控制的組合的情況，說明了本發(fā)明的實(shí)施例。
但是，也可以不只是如上述實(shí)施例那樣是兩個(gè)的組合，而是3個(gè)以上的組合，此外，也可以是有多個(gè)Y方向移動(dòng)載物臺(tái)的結(jié)構(gòu)。
此外，在顯微鏡測(cè)頭81、X方向移動(dòng)載物臺(tái)82或上下移動(dòng)載物臺(tái)83的至少任1個(gè)為故障或非工作狀態(tài)、并且透過照明裝置95或透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)96的至少任1個(gè)為故障或非工作狀態(tài)的情況下，也可以通過剩余的組合、例如顯微鏡測(cè)頭91、X方向移動(dòng)載物臺(tái)92及上下移動(dòng)載物臺(tái)93、和透過照明裝置84及透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)85的組合執(zhí)行測(cè)量處理。
此外，在圖像處理裝置89和97的情況下也能夠進(jìn)行同樣的處理，也可以將顯微鏡測(cè)頭、X方向移動(dòng)載物臺(tái)、及上下移動(dòng)載物臺(tái)的組合、透過照明裝置及透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)的組合、以及圖像處理裝置的組合，以處于工作狀態(tài)的彼此之間來執(zhí)行測(cè)量處理。
此外，上述實(shí)施例對(duì)以透過照明方式的測(cè)量進(jìn)行了說明，但以反射照明方式的測(cè)量與透過照明方式的并用時(shí)也可以說是同樣的，在只有反射照明方式的情況下，不需要透過照明裝置和透過照明裝置X方向移動(dòng)載物臺(tái)，相應(yīng)地結(jié)構(gòu)和處理都變得簡單。
此外，近年來LCD基板等的FPD(Flat Panel Display)的大型化不斷發(fā)展，不僅如上述實(shí)施例那樣的在1片玻璃基板上做出多個(gè)產(chǎn)品的制作方法，也可以想到在1片玻璃基板上只制作1載物臺(tái)FPD產(chǎn)品的圖案的情況。
在這樣的1片基板上只制作1個(gè)產(chǎn)品圖案的情況下，由于不通過多個(gè)攝像頭測(cè)量或檢查其他產(chǎn)品的相同的圖案，所以不需要使多個(gè)頭同時(shí)工作。
因而，如果根據(jù)產(chǎn)品而使用1組或多組的攝像頭、圖像處理裝置及透過照明裝置，則本發(fā)明還能夠應(yīng)用在多個(gè)用途的產(chǎn)品中，使用范圍變大。此外，在此情況下，也可以將不使用的設(shè)備拆下進(jìn)行維護(hù)。
如上述的實(shí)施例那樣，能夠在1載物臺(tái)裝置上使用多個(gè)顯微鏡而同時(shí)測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅的生產(chǎn)節(jié)拍的縮短。此外，通過使多個(gè)顯微鏡動(dòng)作軸與透過照明動(dòng)作軸具有有退避區(qū)域的富余的動(dòng)作行程、再進(jìn)行適當(dāng)?shù)能浖刂?，能夠充?shí)故障時(shí)的裝置后備功能，防止故障帶來的裝置的工作效率下降及生產(chǎn)性的穩(wěn)定性下降的問題。
以下對(duì)于圖1和圖2中的使顯微鏡測(cè)頭91沿Y方向細(xì)微地移動(dòng)(微移動(dòng))的Y方向微動(dòng)載物臺(tái)94進(jìn)一步說明。
根據(jù)圖5和圖6說明本發(fā)明的一實(shí)施例。圖5是用來說明采用本發(fā)明的雙頭方式的LCD(Liquid Crystal Display)線寬測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖5(a)是從上觀察裝置的俯視圖，圖5(b)是從箭頭A的方向觀察圖5(a)的俯視圖的圖，圖5(c)是從箭頭B的方向觀察圖5(a)的俯視圖的圖。
根據(jù)圖5說明雙頭方式的LCD線寬測(cè)量裝置的移動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方向。101是載物臺(tái)座，103是被測(cè)量對(duì)象物，102是搭載被測(cè)量對(duì)象物103的試料載物臺(tái)。在載物臺(tái)座101上固定有試料載物臺(tái)102，被測(cè)量對(duì)象物103被未圖示的輸送部送入或送出到試料載物臺(tái)102上。從輸送部送入的被測(cè)量對(duì)象物103由真空吸附等的方法固定在試料載物臺(tái)102上。例如，被測(cè)量對(duì)象物103被雙頭方式的LCD線寬裝置的未圖示的吸附機(jī)構(gòu)吸附而固定在試料載物臺(tái)102上。被測(cè)量對(duì)象物103例如是基板等的板狀的基體，測(cè)量或檢查形成在板狀的基體上的涂布后的膜圖案的線寬等。板狀的基體例如是LCD(LiquidCrystal Display)基板的TFT(Thin Film Transistor)或半導(dǎo)體的掩模。
雙頭方式的LCD線寬測(cè)量裝置是具備兩個(gè)攝像頭部的LCD線寬測(cè)量裝置，所謂的N頭方式的LCD線寬測(cè)量裝置，是具備N個(gè)攝像頭部的LCD線寬測(cè)量裝置(N是2以上的自然數(shù))。
1是Y軸的梁，2是X1軸的導(dǎo)引部，3是X2軸的導(dǎo)引部。Y軸的梁1沿著X1軸的導(dǎo)引部2及X2軸的導(dǎo)引部3平行于X軸(在圖5(a)中沿紙面左右方向)移動(dòng)。Y軸的梁1的軌道部分(以下稱作Y軸的軌道)為相對(duì)于X軸正交的結(jié)構(gòu)。另外，也可以使X1軸的導(dǎo)引部2及X2軸的導(dǎo)引部3的高度較低而將Y軸的梁1做成門型(門架)構(gòu)造。
4是Y1軸的導(dǎo)引部，5是Y2軸的導(dǎo)引部。Y1軸的導(dǎo)引部4及Y2軸的導(dǎo)引部5沿著Y軸的軌道分別獨(dú)立地移動(dòng)。另外，此時(shí)Y1軸的導(dǎo)引部及Y2軸的導(dǎo)引部沿相對(duì)于X軸正交的方向(Y軸(圖5(a)中紙面上下)方向)移動(dòng)。
6是Z1軸的導(dǎo)引部，7是Z2軸的導(dǎo)引部。Z1軸的導(dǎo)引部6搭載在Y1軸的導(dǎo)引部4上，Z2軸的導(dǎo)引部7搭載在Y2軸的導(dǎo)引部5上。Z1軸的導(dǎo)引部6沿著Y1軸的導(dǎo)引部4在Z軸(在圖5(b)中紙面上下方向)方向上移動(dòng)，同樣，Z2軸的導(dǎo)引部7沿著Y2軸的導(dǎo)引部5在Z軸方向上移動(dòng)。
8是ΔX1軸的導(dǎo)引部，9是ΔX2軸的導(dǎo)引部，10和11是攝像頭部。ΔX1軸的導(dǎo)引部8搭載在Z1軸的導(dǎo)引部6上，ΔX2軸的導(dǎo)引部9搭載在Z2軸的導(dǎo)引部7上。
攝像頭部10搭載在ΔX1軸的導(dǎo)引部8上，攝像頭11搭載在ΔX2軸的導(dǎo)引部9上。
攝像頭部10沿著ΔX1軸的導(dǎo)引部8在X軸方向上移動(dòng)，攝像頭部11沿著ΔX2軸的導(dǎo)引部9在X軸方向上移動(dòng)。
進(jìn)而，在圖5的實(shí)施例中，裝備有與攝像頭部10及11分別成對(duì)地動(dòng)作的透過照明軸機(jī)構(gòu)。即，12是攝像頭部10的Py1軸，13是攝像頭部11的Py2軸，14是攝像頭部10的ΔPx1軸，15是攝像頭部11的ΔPx2軸。
Py1軸12與Py2軸13搭載在從Y軸的梁1垂下的透過照明導(dǎo)引部104上，沿著透過照明導(dǎo)引部104在Z軸方向上動(dòng)作。
進(jìn)而，在Py1軸12上設(shè)有ΔPx1軸14，在Py2軸13上設(shè)有ΔPx2軸15。在ΔPx1軸14上搭載有透過照明16，在ΔPx2軸15上搭載有透過照明17。
透過照明16沿著ΔPx1軸14在X軸方向上移動(dòng)，同樣，透過照明17沿著ΔPx2軸15在X軸方向上移動(dòng)。
透過照明16如果沿著ΔPx1軸14移動(dòng)，則與攝像頭部10的沿著ΔX1軸8的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)，例如透過照明16的照明光的射出中心軸與攝像頭部10的入射光軸是相同的光軸101。
同樣，透過照明17如果沿著ΔPx2軸15移動(dòng)，則與攝像頭部11的沿著ΔX2軸9的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)，例如透過照明17的照明光的射出中心軸與攝像頭部11的入射光軸是相同的光軸102。
另外，在圖5(b)中，使梁1的一部分和安裝在梁1上的Py1軸12、Py2軸13、ΔPx1軸14、ΔPx2軸15及透過照明16、17、和試料載物臺(tái)102混合存在有從箭頭B的方向可看到的部位和看不到的部位，作為容易閱讀的圖，不是正確的側(cè)視圖。同樣，圖5(c)也是示意的剖視圖。
圖6是用來說明本發(fā)明所需的試料的搭載偏差而發(fā)生的位置錯(cuò)誤和補(bǔ)正的圖。圖6的橫軸表示線寬測(cè)量裝置的試料載物臺(tái)102上的X軸的移動(dòng)方向，縱軸表示線寬測(cè)量裝置的試料載物臺(tái)102上的Y軸的移動(dòng)方向。
虛線框24是理想的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置，是該搭載位置處的被測(cè)量對(duì)象物103所具有的坐標(biāo)軸與線寬測(cè)量裝置的載物臺(tái)機(jī)構(gòu)的XY軸平行、并且基準(zhǔn)(被測(cè)量對(duì)象物的原點(diǎn)與線寬測(cè)量裝置的原點(diǎn))一致的搭載位置。在這樣的被測(cè)量對(duì)象物為例如LCD基板的情況下，多個(gè)相同形狀的多個(gè)檢查對(duì)象產(chǎn)品在虛線框24時(shí)平行于其X軸配置有x個(gè)、平行于Y軸配置有y個(gè)、以相同的間距配置有共計(jì)x×y個(gè)。
實(shí)線框25是實(shí)際搭載的試料位置，發(fā)生了XY軸方向的位置偏差(基準(zhǔn)點(diǎn)的不一致)和旋轉(zhuǎn)方向的偏差。這些偏差成為需要進(jìn)行位置補(bǔ)正的測(cè)量錯(cuò)誤的產(chǎn)生原因。例如，在配置于相同的列中的兩個(gè)產(chǎn)品中的攝像頭部10的攝像視野內(nèi)含有測(cè)量坐標(biāo)P1、而在攝像頭部11的攝像視野內(nèi)不包含配置在相同的列中的測(cè)量坐標(biāo)P2的情況可以說是需要進(jìn)行位置補(bǔ)正的測(cè)量錯(cuò)誤。以下詳細(xì)地說明。
圖6是表示通過被測(cè)量對(duì)象物的搭載而產(chǎn)生的偏差(特別是旋轉(zhuǎn)方向的偏差)的圖，24是表示理想的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置的虛線框，25是表示實(shí)際的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置的實(shí)線框，18是旋轉(zhuǎn)方向的位置偏差量θ。在實(shí)際的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置中，產(chǎn)生了理想的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置、和旋轉(zhuǎn)方向的位置偏差。18是旋轉(zhuǎn)方向的位置偏差量θ，19是多攝像頭部中的作為位置控制上的基準(zhǔn)的攝像頭部10的測(cè)量坐標(biāo)P1(測(cè)量點(diǎn))的位置，20是要通過攝像頭部11實(shí)際地測(cè)量的測(cè)量坐標(biāo)P2的位置，21是理想的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置處的攝像頭部11的測(cè)量坐標(biāo)的位置，22是因要補(bǔ)正的旋轉(zhuǎn)方向的偏差產(chǎn)生的Y軸方向的偏差量ΔX，23是因要補(bǔ)正的旋轉(zhuǎn)方向的偏差產(chǎn)生的Y軸方向的偏差量ΔY，24是測(cè)量坐標(biāo)P1和測(cè)量坐標(biāo)P2之間的距離(YP1-P2)。另外，這里包圍各點(diǎn)P1、P2、P2’的方形的框示意地表示以各個(gè)測(cè)量點(diǎn)為中心攝像時(shí)的視野(觀察視野)范圍。另外，在圖6中描繪了1個(gè)測(cè)量點(diǎn)(由于攝像頭部為兩個(gè)，所以實(shí)際上為一對(duì))，但通常有多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
另外，為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向的偏差，例如利用圖6的對(duì)位圖案28，通過預(yù)先登錄的圖案與由攝像頭部10攝像的圖像的匹配處理，通過圖案識(shí)別求出對(duì)位圖案28的位置坐標(biāo)，接著，使攝像頭部10移動(dòng)，通過同樣的圖案識(shí)別求出對(duì)位圖案29的位置坐標(biāo)，檢測(cè)并求出與理想的試料搭載位置的差異。
該偏差量ΔX22及偏差量ΔY23可以通過以下的式(1)及式(2)求出。
ΔX＝Y(jié)P1-P2×sinθ ……式(1)ΔY＝Y(jié)P1-P2×(1-cosθ) ……式(2)在圖6中，在如實(shí)線框25那樣被測(cè)量對(duì)象物103的搭載位置偏差的情況下，攝像頭部10的測(cè)量坐標(biāo)P1的試料載物臺(tái)102上的位置19和攝像頭部11的測(cè)量坐標(biāo)P2的試料載物臺(tái)102上的位置20在本來理想的被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置上X軸上的坐標(biāo)必須一致，但偏差了量ΔX22，還有在Y軸上也偏差了量ΔY23。
如果以攝像頭部10的測(cè)量坐標(biāo)P1的位置19為基準(zhǔn)，則為了使攝像頭部11移動(dòng)到正確的測(cè)量位置20，必須移動(dòng)量ΔX22和量ΔY23。這里，為了進(jìn)行量ΔX22的補(bǔ)正移動(dòng)，需要用來使攝像頭部10和攝像頭部11分別移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸。即，需要本發(fā)明的ΔX1軸8和ΔX2軸9。
例如，通過由ΔX2軸9僅使攝像頭部11沿X軸方向稍稍移動(dòng)、并且由ΔX1軸8僅使攝像頭部10沿X軸方向稍稍移動(dòng)，分別使至少攝像頭部10或攝像頭部11的任一個(gè)移動(dòng)，由此能夠進(jìn)行補(bǔ)正以使攝像頭部10與攝像頭部11的測(cè)量點(diǎn)在X軸上一致。
另外，在Y軸方向上，也通過由Y1軸的導(dǎo)引部4或Y2軸的導(dǎo)引部5使攝像頭部10或攝像頭部11中的至少一個(gè)分別地移動(dòng)，能夠更高精度地補(bǔ)正。
另外，攝像頭部的數(shù)量在上述實(shí)施例中為兩載物臺(tái)，但只要是多載物臺(tái)就可以，幾載物臺(tái)都可以。
此外，在上述實(shí)施例中，是通過透過照明的測(cè)量或檢查，但如果是只有反射照明的測(cè)量或檢查的線寬測(cè)量裝置，則不需要透過照明，當(dāng)然也不需要與攝像頭部的相對(duì)于移動(dòng)的聯(lián)動(dòng)。
在上述圖5中，在線寬測(cè)量裝置中，僅說明了有關(guān)發(fā)明的結(jié)構(gòu)，但例如需要從攝像頭部取得被測(cè)量對(duì)象物的預(yù)定部分的圖像，輸出給圖像處理部以后而進(jìn)行測(cè)量或檢查的單元。此外，在透過照明中，對(duì)于必須附帶光源、并且為了進(jìn)行位置補(bǔ)正等而用來使各個(gè)導(dǎo)引部及軸移動(dòng)的機(jī)構(gòu)部分等在線寬測(cè)量裝置中需要的所有結(jié)構(gòu)并沒有記載。例如，至少需要圖7中說明那樣的結(jié)構(gòu)。
圖7是表示線寬測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖7中，508是由觀察用彩色照相機(jī)單元、測(cè)量照相機(jī)單元、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)器(revolver)單元、以及激光自動(dòng)對(duì)焦單元等構(gòu)成的攝像頭部，509是試料載物臺(tái)，510是位置補(bǔ)正部，512是空氣除振載物臺(tái)，513是照明用電源，514是彩色監(jiān)視器，515是測(cè)量用監(jiān)視器，516是測(cè)量結(jié)果顯示用監(jiān)視器，517是圖像印刷機(jī)，518是圖像處理PC(Personal Computer)，519是控制PC，520是載物臺(tái)控制部，521是透過照明用電源，522是透過照明頭部。此外，501是由攝像頭部508、試料載物臺(tái)509、位置補(bǔ)正部510、空氣除振載物臺(tái)512、照明用電源513、載物臺(tái)控制部520、透過照明用電源521、透過照明頭部522構(gòu)成的測(cè)量部。
在圖7中，由攝像頭部508的觀察用彩色照相機(jī)拍攝的圖像被顯示在彩色監(jiān)視器514上，由測(cè)量照相機(jī)拍攝的圖像被顯示在測(cè)量用監(jiān)視器515上。
測(cè)量裝置根據(jù)外部主機(jī)(HOST)或控制PC519的指令開始測(cè)量。測(cè)量是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方法(recipe)以自動(dòng)或通過手動(dòng)動(dòng)作開始，測(cè)量結(jié)果被顯示在測(cè)量結(jié)果顯示用監(jiān)視器516上，并且測(cè)量結(jié)果被寫入到例如控制PC519內(nèi)的HD(Hard Disk)等的磁盤的預(yù)定的區(qū)域中。此外，這些測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)根據(jù)外部主機(jī)的要求被分發(fā)給外部主機(jī)。
另外，通過空氣除振載物臺(tái)512使外部的振動(dòng)不會(huì)傳遞給試料載物臺(tái)509。
圖像處理PC518解析從攝像頭部508輸入的圖像，識(shí)別預(yù)先設(shè)定在被測(cè)量對(duì)象物103中的預(yù)定的圖案而取得其位置坐標(biāo)，求出補(bǔ)正量。
將求出的補(bǔ)正量輸出到控制PC5 19中，控制PC5 19使載物臺(tái)控制部520根據(jù)補(bǔ)正量的信息制作控制指示信號(hào)。載物臺(tái)控制部520將對(duì)應(yīng)于輸入的控制指示信號(hào)的控制信號(hào)賦予給位置補(bǔ)正部510，進(jìn)行位置補(bǔ)正。
一邊這樣進(jìn)行位置補(bǔ)正，一邊進(jìn)行測(cè)量或檢查。
另外，LCD基板的尺寸(單位mm)是，橫尺寸X×縱尺寸Y例如為1850×1500或2250×1950等，厚度為0.5～0.7左右。例如在預(yù)測(cè)將被測(cè)量對(duì)象物通過輸送機(jī)器人等送入到試料載物臺(tái)上時(shí)的位置偏差量為±5～10mm左右的情況下，將補(bǔ)正量的最大值設(shè)定為±10mm。即，只要將ΔX1軸的導(dǎo)引部8和ΔX2軸的導(dǎo)引部9的行程設(shè)定為±10mm就可以。
另外，Y軸方向的偏差的補(bǔ)正如后所述，也可以通過Y1軸的導(dǎo)引部4或Y2軸的導(dǎo)引部5執(zhí)行。
進(jìn)而，也可以使用能夠沿X軸方向、Y方向及旋轉(zhuǎn)(θ)方向微調(diào)的操縱器(マニユプレ一タ)，通過控制PC5 19進(jìn)行補(bǔ)正。
以上，根據(jù)本發(fā)明，在利用以往的夾持機(jī)構(gòu)(通過氣缸等的推壓機(jī)構(gòu))機(jī)械地使被測(cè)量對(duì)象物的搭載位置強(qiáng)制地移動(dòng)的方式中成為問題的是因被測(cè)量對(duì)象物的大型化、靜電等的影響而實(shí)際上不能移動(dòng)試料這一點(diǎn)。此外即使在利用通過圖像識(shí)別測(cè)量并補(bǔ)正搭載位置的偏差的方法的情況下，也因多攝像頭化產(chǎn)生的頭間的位置偏差而不能高效地測(cè)量的問題(本來通過例如兩載物臺(tái)攝像頭部測(cè)量使X軸方向的坐標(biāo)相同的兩點(diǎn)的情況下，通過1次的X軸方向的定位動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行圖像取入處理是有效率的，是多攝像頭化的目的。但是，因?yàn)樵谠嚵系拇钶d位置偏差中含有旋轉(zhuǎn)成分而產(chǎn)生量ΔX的位置偏差，在大型的試料中、特別是實(shí)際上不能通過1次的X方向定位的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)處理)，通過設(shè)置ΔX軸機(jī)構(gòu)并將該機(jī)構(gòu)作為量ΔX部分的位置補(bǔ)正用進(jìn)行控制來解決。
圖8～圖19是表示本發(fā)明中的各軸的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
本發(fā)明的一實(shí)施例的定位動(dòng)作的流程圖大體分4個(gè)處理順序構(gòu)成。即，掌管處理整體的主順序部、根據(jù)來自主順序部的指示解析攝像頭部10所攝像的圖像的第1圖像解析順序部、根據(jù)來自主順序部的指示解析攝像頭部11所攝像的圖像的第2圖像解析順序部、根據(jù)來自主順序部的指示控制線寬測(cè)量裝置的測(cè)量部501(拿圖7所示的結(jié)構(gòu)來說，由攝像頭部508、試料部509、位置補(bǔ)正部510、空氣除振載物臺(tái)512、照明用電源513、載物臺(tái)控制部520、透過照明用電源521、以及透過照明頭部522構(gòu)成)的載物臺(tái)順序部構(gòu)成。
此外，如果用圖7表示，則主順序部在控制用PC519內(nèi)被處理，第1圖像解析順序部和第2圖像解析順序部接受來自控制用PC519的指示而在圖像處理PC518中被處理。進(jìn)而，測(cè)量部501的動(dòng)作接受來自控制用PC519的指示而在載物臺(tái)控制部520中被處理。
圖8、圖11、圖16通過表示本發(fā)明的定位動(dòng)作的順序的中心處理動(dòng)作的流程圖表示控制用PC519中的主處理動(dòng)作順序。此外，圖9～圖10、圖12～圖15、以及圖17～圖19表示根據(jù)來自圖8、圖11及圖16的主處理動(dòng)作順序的指示進(jìn)行各頭的圖像處理、線寬測(cè)量裝置的各個(gè)載物臺(tái)部的控制、將結(jié)果信息返回給主處理動(dòng)作順序的處理動(dòng)作順序的流程圖。
例如，圖9、圖12及圖17表示處理攝像頭部10拍攝的圖像(Image1)的圖像1處理動(dòng)作順序的流程圖，圖9、圖13及圖18表示處理攝像頭部11拍攝的圖像(Image 2)的圖像2處理動(dòng)作順序的流程圖。此外，圖10、圖14、圖15及圖19表示對(duì)測(cè)量部501的需要的結(jié)構(gòu)部接受來自主處理動(dòng)作順序的指令而進(jìn)行處理的測(cè)量部處理順序。
圖8中的Interlock signal是非常停止命令，例如在作業(yè)者等進(jìn)入到設(shè)置有裝置的室內(nèi)的情況下檢測(cè)到門打開而產(chǎn)生。此外，是作業(yè)者按下裝置的停止按鈕的情況等。在輸入了該Interlock signal的情況下，進(jìn)行Interlock有無判斷處理，如果有Interlock signal的輸入，則作為Error處理而停止裝置的動(dòng)作。該Interlock signal的輸入和Interlock有無判斷處理需要顯示在圖中并作為圖8的該順序表示，但在主處理動(dòng)作順序中的哪個(gè)順序中都在輸入了Interlock signal的情況下執(zhí)行處理動(dòng)作。
此外，在圖9的Image PC HDD中保存有攝像頭部所攝像的圖像，根據(jù)來自主處理動(dòng)作順序的地址等的指定而取入期望的圖像，在圖像1或2的處理動(dòng)作順序中使用。并且保存其處理結(jié)果。
此外，在圖10的補(bǔ)正表中，保存有筆直度等用來補(bǔ)正裝置的機(jī)械誤差的補(bǔ)正數(shù)據(jù)，在位置坐標(biāo)等的補(bǔ)正中使用。
此外，圖12～圖15與圖17～圖19的順序中的激光自動(dòng)對(duì)焦處理(LaserAF)或測(cè)量自動(dòng)對(duì)焦處理(測(cè)量AF)在圖7中沒有圖示，但使用公知的技術(shù)(例如參照特開2005-98970號(hào)公報(bào)、特開平7-17013號(hào)公報(bào))。
接著，根據(jù)圖20和圖6，說明本發(fā)明的對(duì)于試料(被測(cè)量對(duì)象物)的搭載時(shí)的向旋轉(zhuǎn)方向的偏差的攝像頭部的位置補(bǔ)正處理的一實(shí)施例。圖20是表示本發(fā)明的動(dòng)作順序的一實(shí)施例的流程圖。
如圖6所示，與理想的搭載位置(虛線框24)相比可知，說明搭載在試料載物臺(tái)102上的被測(cè)量對(duì)象物(實(shí)線框25)沿旋轉(zhuǎn)方向偏差的情況的位置補(bǔ)正的處理動(dòng)作。
首先，在圖6中，通過上述的式(1)及式(2)計(jì)算因應(yīng)補(bǔ)正的旋轉(zhuǎn)方向的偏差產(chǎn)生的X方向的偏差量ΔX與Y方向的偏差量ΔY。
利用這樣計(jì)算出的偏差量ΔX22與偏差量ΔY23，通過圖20所示的順序進(jìn)行位置補(bǔ)正。
在圖20中，從圖8的Main PC HDD輸出測(cè)量位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)301，圖7的圖像處理PC518解析從攝像頭部508輸入的圖像，識(shí)別預(yù)先設(shè)定在被測(cè)量對(duì)象物103中的預(yù)定的圖案，取得其位置坐標(biāo)，求出校準(zhǔn)(alignment)補(bǔ)正量數(shù)據(jù)302。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，將X軸的移動(dòng)量(X1+XAL_offset)、Y1軸的移動(dòng)量(Y1+YAL_offset)、Y2軸的移動(dòng)量(Y2+YAL_offset+YAL_angle)、ΔX2軸的移動(dòng)量(X2-X1+YAL_offset+YAL_angle)從控制用PC519向載物臺(tái)控制部520送出，各軸移動(dòng)(載物臺(tái)移動(dòng)303)。
由此，將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)P1和P2映射到攝像頭部10和11的視野范圍內(nèi)。
接著，由圖像處理PC518進(jìn)行由攝像頭部10取得的圖像1的一部分與預(yù)先登錄的圖案的圖案匹配位置檢測(cè)處理(檢測(cè)處理304)，計(jì)算用來使測(cè)量對(duì)象向視野范圍的中心移動(dòng)的補(bǔ)正量，將Y1軸的移動(dòng)量與ΔX1軸的移動(dòng)量經(jīng)由控制用PC519向載物臺(tái)控制部520送出(處理305)。
同樣，由圖像處理PC518進(jìn)行由攝像頭部11取得的圖像2的一部分與預(yù)先登錄的圖案的圖案匹配位置檢測(cè)處理(檢測(cè)處理306)，計(jì)算用來使測(cè)量對(duì)象向視野范圍的中心移動(dòng)的補(bǔ)正量，將Y2軸的移動(dòng)量與ΔX2軸的移動(dòng)量經(jīng)由控制用PC519向載物臺(tái)控制部520送出(處理307)。
載物臺(tái)控制部520接受上述的移動(dòng)的指示，在X軸固定的狀態(tài)下直接使Y1軸、ΔX1軸、Y2軸及ΔX2軸移動(dòng)，然后通過各自的攝像頭部10和11取得圖像，執(zhí)行線寬測(cè)量處理309和310。
如果結(jié)束了以當(dāng)前的測(cè)量點(diǎn)P1、P2為中心的視野范圍內(nèi)的線寬測(cè)量處理，則從圖8的Main PC HDD輸出下個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)301，移動(dòng)到下個(gè)測(cè)量點(diǎn)。即重復(fù)圖20的動(dòng)作。
以上，在使多個(gè)攝像頭部移動(dòng)到測(cè)量點(diǎn)的情況下，能夠使為了補(bǔ)正測(cè)量對(duì)象物搭載在試料載物臺(tái)上時(shí)的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行多個(gè)攝像頭部的移動(dòng)所需的軸的數(shù)量及次序成為最小限度，所以能夠縮短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間。
另外，在上述實(shí)施例中，每當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的移動(dòng)時(shí)進(jìn)行ΔX2軸的位置補(bǔ)正，但如果1個(gè)被測(cè)量對(duì)象物上的其他幾個(gè)產(chǎn)品各自的制作位置精度良好，則只要執(zhí)行1次ΔX2軸的位置補(bǔ)正，也可以不每當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的移動(dòng)而進(jìn)行ΔX2軸的位置補(bǔ)正。
權(quán)利要求
1.一種顯微鏡攝像裝置，其特征在于，具備第1載物臺(tái)，能夠與在被測(cè)量對(duì)象物上具有多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的平面區(qū)域上的相互交叉的第1方向與第2方向中的第1方向平行地移動(dòng)；N個(gè)攝像頭，被設(shè)置在上述第1載物臺(tái)上，能夠在上述第1載物臺(tái)上與上述第2方向平行地分別獨(dú)立地移動(dòng)，對(duì)上述被測(cè)量對(duì)象物攝像，在上述平面區(qū)域上分割后的N個(gè)區(qū)域內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)分別移動(dòng)，N為2以上的整數(shù)；上下移動(dòng)載物臺(tái)，使該攝像頭分別獨(dú)立地上下移動(dòng)；異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)于上述N個(gè)攝像頭分別檢測(cè)異常；以及控制機(jī)構(gòu)；上述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以便在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到異常的情況下，使該攝像頭從上述被測(cè)量對(duì)象物的平面區(qū)域退避到退避區(qū)域，通過上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)沒有檢測(cè)到異常的攝像頭而能夠在上述被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于，還具備N個(gè)透過照明裝置，與上述N個(gè)攝像頭分別對(duì)應(yīng)；以及透過照明移動(dòng)載物臺(tái)，將上述透過照明裝置同步移動(dòng)到上述N個(gè)攝像頭的上述平面區(qū)域上的位置，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到攝像頭的異常的情況下，使對(duì)應(yīng)的透過照明裝置從上述被測(cè)量對(duì)象物的平面區(qū)域退避到退避區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的顯微鏡攝像裝置，其特征在于，還具備N個(gè)透過照明裝置，與上述N個(gè)攝像頭分別對(duì)應(yīng)；以及透過照明移動(dòng)載物臺(tái)，將上述透過照明裝置同步移動(dòng)到上述N個(gè)攝像頭的上述平面區(qū)域上的位置，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)透過照明裝置的異常，上述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以便在檢測(cè)到上述N個(gè)透過照明裝置的任一個(gè)的異常的情況下，使該透過照明裝置與對(duì)應(yīng)的攝像頭一起退避到上述退避區(qū)域，通過與上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)沒有檢測(cè)到異常的透過照明裝置對(duì)應(yīng)的攝像頭而能夠在上述被測(cè)量對(duì)象物的整個(gè)平面區(qū)域移動(dòng)。
4.一種尺寸測(cè)量裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1所述的顯微鏡攝像裝置；以及N個(gè)圖像處理部，與上述N個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)，根據(jù)從上述N個(gè)攝像頭輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行上述被測(cè)量對(duì)象物的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)圖像處理部的異常，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到上述N個(gè)圖像處理部的任一個(gè)的異常的情況下，使與檢測(cè)到上述異常的圖像處理部對(duì)應(yīng)的攝像頭退避到上述退避區(qū)域。
5.一種尺寸測(cè)量裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求2或3任一項(xiàng)所述的顯微鏡攝像裝置；以及N個(gè)圖像處理部，與上述N個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)，根據(jù)從上述N個(gè)攝像頭輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行上述被測(cè)量對(duì)象物的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)還檢測(cè)上述N個(gè)圖像處理部的異常，上述控制機(jī)構(gòu)，在上述異常檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到上述N個(gè)圖像處理部的任一個(gè)的異常的情況下，使與檢測(cè)到上述異常的圖像處理部對(duì)應(yīng)的攝像頭和透過照明裝置退避到上述退避區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在具有多個(gè)攝像頭的顯微鏡攝像裝置及尺寸測(cè)量裝置中、在任一個(gè)變?yōu)楫惓r(shí)能夠通過其他攝像頭覆蓋的系統(tǒng)。提供一種顯微鏡攝像裝置及尺寸測(cè)量裝置，對(duì)于多個(gè)攝像裝置分別設(shè)有退避區(qū)域，并且各個(gè)攝像頭具有能夠移動(dòng)到被測(cè)量對(duì)象物的測(cè)量點(diǎn)的位置的行程，在攝像頭為故障或非工作狀態(tài)的情況下，能夠通過其余的攝像頭覆蓋。
文檔編號(hào)G01C11/00GK101050942SQ20071008404
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者伊從潔, 野上大 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立國際電氣