CN112129218A - 图案测量装置、倾斜度计算方法和图案测量方法 - Google Patents

图案测量装置、倾斜度计算方法和图案测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图案测量装置、图案测量装置中的倾斜度计算方法和图案测量方法。实施方式的图案测量装置包括输送部、图案投影部、拍摄部和测量部。输送部输送基片。图案投影部配置于输送部的上方，将投影图案投影到输送部所输送的基片上。拍摄部配置于输送部的上方，拍摄被投影到基片上的投影图案或者形成于基片的实际图案。测量部基于拍摄部所拍摄的图像，测量投影图案或者实际图案的形状。本发明能够高精度地测量图案形状。

Description

图案测量装置、倾斜度计算方法和图案测量方法
技术领域
本发明涉及图案测量装置、图案测量装置中的倾斜度计算方法和图案测量方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种图案测量装置，其用配置于输送部的上方的拍摄部来拍摄由输送部输送的基片，并基于拍摄到的图像来测量形成于基片的图案的形状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-72257号公报。
发明内容
本发明提供一种能够高精度地测量图案形状的技术。
本发明的一方式的图案测量装置包括输送部、图案投影部、拍摄部和测量部。输送部输送基片。图案投影部配置于输送部的上方，将投影图案投影到由输送部输送的基片上。拍摄部配置于输送部的上方，拍摄被投影到基片上的投影图案或者形成于基片的实际图案。测量部基于拍摄部所拍摄的图像，测量投影图案或者实际图案的形状。本发明能够高精度地测量图案形状。
依照本发明，能够高精度地测量图案形状。
附图说明
图1是表示实施方式的基片处理系统的构成的示意说明图。
图2是表示实施方式的线宽测量装置的构成的示意立体图。
图3是表示投影图案的一例的图。
图4是实施方式的测量控制装置的框图。
图5是表示由计算部进行的相对角度计算处理的一例的图。
图6是将实施方式的测量区域中的第1图形的周边放大表示的图。
图7是表示在没有聚焦于第1图形的状态下拍摄的第1图形的一例的图。
图8是表示实施方式的相对角度计算处理的处理顺序的流程图。
图9是表示实施方式的测量处理的处理顺序的流程图。
图10是表示实施方式的修正处理的处理顺序的一例的流程图。
图11是表示实施方式的修正处理的处理顺序的另一例的流程图。
附图标记说明
G 基片
1 基片处理系统
18 线宽测量装置
20 输送部
30 拍摄部
31 摄像机高度测量部
32 图案投影部
40 移动部
50 测量控制装置
51 测量部
52 计算部
53 修正部
54 模式切换部
55 存储部
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明公开的图案测量装置、图案测量装置中的倾斜度计算方法和图案测量方法的实施方式进行详细的说明。此外，本发明的图案测量装置、图案测量装置中的倾斜度计算方法和图案测量方法，并不由以下所示的实施方式限定。
＜1.基片处理系统＞
首先，参照图1，对实施方式的基片处理系统1的构成进行说明。图1是表示实施方式的基片处理系统1的构成的示意说明图。
图1所示的实施方式的基片处理系统1是对玻璃基片等被处理基片(以下称为“基片G”。在图1中未图示。)，进行通过例如光刻步骤形成图案的处理的单元。此外，基片处理系统1也可以通过光刻步骤以外的步骤来形成图案。
基片处理系统1包括抗蚀剂涂敷装置11、减压干燥装置12、预烘焙装置13、冷却装置14、曝光装置15、局部曝光装置16、显影装置17和线宽测量装置18。上述的装置11～18例如在X轴正向按装置11～18的顺序连接成一体。此外，各装置11～18的配置并不限定于图示的例子。例如，各装置11～18也可以配置多列，例如平行于X轴的2列。
上述的各装置11～18用输送机构在X轴正向上输送基片G。输送机构为例如辊式输送机、带式输送机、链式输送机等的输送机构。此外，输送机构也可以是浮起式的输送机构。浮起式的输送机构例如从下方支承基片G的端部，一边从下方向基片G吹拂压缩空气以将基片G保持为水平，一边使基片G移动。
基片G一边由输送机构输送，一边通过各装置11～18内而形成图案。这样一来，在基片处理系统1中，各装置11～18被设成同轴来进行光刻步骤。另外，在基片处理系统1中，每隔规定的时间或者按规定的间隔用输送机构依次输送基片G。
抗蚀剂涂敷装置11对基片G涂敷具有感光性的抗蚀剂。即，抗蚀剂涂敷装置11在基片G形成抗蚀剂膜。此外，作为抗蚀剂，正型抗蚀剂和负型抗蚀剂都能够使用。
减压干燥装置12将基片G配置在已减压的腔室内，使形成于基片G的抗蚀剂膜干燥。预烘焙装置13对基片G进行加热处理使抗蚀剂膜的溶剂蒸发，将抗蚀剂膜固定在基片G上。冷却装置14将由预烘焙装置13加热过的基片G冷却至规定温度。
曝光装置15使用掩模将形成于基片G的抗蚀剂膜曝光成规定的图案形状。局部曝光装置16例如对抗蚀剂膜进行局部曝光，以抑制形成于基片G的图案中产生偏差。即，例如，假设形成于基片G的图案的线宽与所希望的线宽不同的情况下，局部曝光装置16对图案的线宽与所希望的线宽不同的部位进行局部曝光，修正图案的线宽。
显影装置17将由曝光装置15和局部曝光装置16曝光后的基片G浸入显影液中来进行显影处理，在基片G形成图案。线宽测量装置18测量通过显影装置17中的显影处理而形成于基片G的图案的线宽。
此外，以上，将作为测量对象的图案设为图案的线宽，但这仅是例示而并非限定性的。即，图案只要是关于图案的形状即可，可以为任意图案。具体而言，作为测量对象的图案，只要是例如图案的长度或宽度等的尺寸、曲率、布局或者图案的缺陷、变形等，关于图案的形状的图案即可。
＜2.线宽测量装置的结构＞
下面，参照图2，对线宽测量装置18的结构进行说明。图2是表示实施方式的线宽测量装置18的结构的示意立体图。此外，下面，如图2所示，规定与上述的X轴方向正交的Y轴方向和Z轴方向，将Z轴正方向设为铅垂向上的方向。另外，将包含X轴和Y轴的方向设为水平方向。
线宽测量装置18包括输送部20、拍摄部30、移动部40和测量控制装置50。
输送部20是上述的基片处理系统1的输送机构的一部分，例如为辊式输送机。输送部20通过使多个辊21旋转，将载置于辊21上的基片G在水平方向上，具体而言X轴的正向上输送。此外，在图2中，透视地示出了辊21。
输送部20在基片处理系统1中输送从配置于线宽测量装置18的前级的显影装置17送出的基片G。输送部20的动作详细而言辊21的旋转动作由测量控制装置50控制。
另外，在输送部20中，在输送基片G的输送面附近设置有多个(例如4个)图2中用虚线表示的基片位置检测部22。基片位置检测部22在其上方载置有基片G的情况下，向测量控制装置50输出检测信号。作为基片位置检测部22，例如能够使用光学式的载置传感器。
基片位置检测部22在基片G载置于规定的位置的情况下，以位于基片G的下方的方式配置。规定的位置是拍摄部30能够拍摄基片G的图案的位置。此外，基片位置检测部22可以为3个以下，也可以为5个以上。
拍摄部30配置于输送部20的Z轴方向的上方，从上方拍摄载置于输送部20上的基片G的图案。作为拍摄部30，能够使用例如CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)摄像机。由拍摄部30拍摄而得到的图像的信息(以下，称为“图像信息”。)被输入测量控制装置50。拍摄部30基于从测量控制装置50输出的信号开始拍摄，并进行拍摄。
在拍摄部30附近设置有摄像机高度测量部31。摄像机高度测量部31测量从拍摄部30的透镜至基片G的形成图案的图案面(上表面)Ga的Z轴方向高度。由摄像机高度测量部31得到的测量结果被输入测量控制装置50，用于调节拍摄部30的高度。此外，作为摄像机高度测量部31，能够使用例如激光位移计。
另外，在拍摄部30附近设置有图案投影部32。图案投影部32与拍摄部30同样配置于输送部20的上方，将投影图案投影到由输送部20输送的基片G上。
图案投影部32例如是在与拍摄部30所具有的物镜的光轴同轴上照射光的同轴落射照明式的照明部。图案投影部32内置了描绘有投影图案的掩模部件，掩模部件配置在图案投影部32的光路上。投影图案经由拍摄部30的物镜被投影到基片G上。由此，被投影到基片G上的投影图案被摄入到拍摄部30所拍摄的图像之中。
此处，参照图3，对投影图案的一例进行说明。图3是表示投影图案的一例的图。
如图3所示，投影图案包含彼此隔开间隔地配置的第1图形P1～第4图形P4。第1图形P1～第4图形P4，例如分别配置在拍摄部30的拍摄区域(以下，记为“测量区域R”)的4边的中央部附近。在图3的例中，第1图形P1靠近测量区域R的X轴负方向侧的边的中央部配置，第2图形P2靠近测量区域R的X轴正方向侧的边的中央部配置。另外，第3图形P3靠近测量区域R的Y轴正方向侧的边的中央部配置，第4图形P4靠近测量区域R的Y轴负方向侧的边的中央部配置。
第1图形P1～第4图形P4例如具有由预定宽度的多条(此处，3条)线(Line)按预定间隔(Space)排列而成的形状(以下，记为“L/S图案”)。L/S图案中的多条线沿所靠近的测量区域R的边延伸。此处，给出了第1图形P1～第4图形P4具有3条线的情况的例子，不过第1图形P1～第4图形P4所包含的线的条数为至少2条以上即可。
回到图2，继续线宽测量装置18的结构进行说明。移动部40使拍摄部30相对于基片G的图案面Ga向水平方向(X－Y轴方向)或垂直方向(Z方向)移动。具体而言，移动部40具有导轨部41、滑动部42和连结部43。
导轨部41分别配置在输送部20的Y轴方向上的两端侧，沿X轴方向延伸。滑动部42可滑动(可滑移)地连结在各导轨部41。即，滑动部42沿导轨部41在X轴方向上直线运动。
连结部43架设在基片G的上方，将滑动部42彼此连结。拍摄部30、摄像机高度测量部31和图案投影部32借助安装板44在Y轴和Z轴方向可移动地连结在连结部43。
虽然省略图示，但是移动部40包括：使滑动部42相对于导轨部41在X轴方向上移动的驱动源；和使拍摄部30等相对于连结部43在Y轴方向和Z轴方向上移动的驱动源。作为上述的驱动源，能够使用例如电动机。由此，测量控制装置50例如控制移动部40的驱动源，由此能够使拍摄部30相对于基片G在X、Y、Z轴方向这3个方向上移动。
下面，参照图4，对测量控制装置50进行说明。图4是测量控制装置50的框图。
测量控制装置50是例如计算机，包括测量部51、计算部52、修正部53、模式切换部54和存储部55。
在存储部55，保存有用于通过测量控制装置50的控制实现在线宽测量装置18中实施的各种处理的控制程序等的各种程序。此外，在存储部55保存有程序中使用的处理条件等的各种数据。此外，各种程序和各种数据也可以存储在能够由计算机读取的计算机存储介质(例如，硬盘、DVD等光盘、软盘、半导体存储器等)。另外，各种程序和各种数据也可以存储于其他装置，借助例如专用线路在线读取来利用。
在存储部55还预先存储有基片G的图案形状(以下称为“存储图案形状”)、要在基片G中测量的图案的位置信息。例如，基片G在多个部位测量图案形状。
测量控制装置50具有用于保存程序和数据的内部存储器，读取存储于存储部55的控制程序，执行所读取的控制程序的处理。测量控制装置50通过控制程序动作，而作为测量部51、计算部52、修正部53和模式切换部54发挥作用。此外，测量控制装置50与输送部20、基片位置检测部22、拍摄部30、摄像机高度测量部31、图案投影部32和移动部40等分别可通信地连接。
(测量部51)
测量部51基于拍摄部30所拍摄的图像，测量投影图案或者实际图案的形状。具体而言，测量部51基于拍摄部30所拍摄的投影图案，测量投影图案的线宽。同样，测量部51基于拍摄部30所拍摄的实际图案，测量实际图案的线宽。测量部51的详细情况在后文说明。
(计算部52)
计算部52基于拍摄部30所拍摄的投影图案，计算输送部20与拍摄部30的相对倾斜度(以下，记为“相对角度”)。图5是表示由计算部52进行的相对角度计算处理的一例的图。
如图5所示，计算部52首先确定聚焦于第1图形P1时的拍摄部30的高度位置(第1聚焦位置h1)。并且，计算部52确定聚焦于沿X轴方向与第1图形P1并排的第2图形P2时的拍摄部30的高度位置(第2聚焦位置h2)。
具体而言，计算部52一边用移动部40来改变拍摄部30的高度位置一边进行多次拍摄部30的拍摄。然后，计算部52将第1图形P1的边缘强度最高的拍摄部30的高度位置确定为第1聚焦位置h1。同样，计算部52将第2图形P2的边缘强度最高的拍摄部30的高度位置确定为第2聚焦位置h2。此外，拍摄部30的高度位置能够用摄像机高度测量部31测量。
然后，计算部52使用第1聚焦位置h1与第2聚焦位置h2之差以及作为已知值的第1图形P1与第2图形P2间的距离d，根据反三角函数来计算X轴方向上的相对角度θ。
此外，计算部52能够用沿Y轴方向并排的第3图形P3和第4图形P4，通过同样的处理顺序，来计算Y轴方向上的相对角度。
这样一来，在实施方式的线宽测量装置18中，基于拍摄部30所拍摄的投影图案，计算出输送部20与拍摄部30的相对角度。
现有技术中，为了调节输送部20与拍摄部30的相对角度，操作者需登上线宽测量装置18的上部进行设置水平仪的操作。然而，这样的操作难度高，操作性也不能说良好。另外，操作者登上线宽测量装置18时，线宽测量装置18会因操作者的体重而弯曲，存在因该弯曲而使调节的精度降低的可能性。
与之相对，依照实施方式的线宽测量装置18，用计算部52自动地计算输送部20与拍摄部30的相对角度，因此不会如现有技术中那样，需要操作者登上线宽测量装置18的上部进行操作。因此，与现有技术相比，能够简化相对角度的调节。另外，也不会产生线宽测量装置18的弯曲，因此能够提高调节的精度。这样一来，通过使调节精度提高，能够提高由测量部51测量实际图案的测量精度。
此外，操作者例如一边确认由计算部52计算相对角度的计算结果，一边手动地调节拍摄部30的角度，以使得在全部多个测量部位，相对角度都收敛于规定值。另外，并不限于此，线宽测量装置18也可以具有调节拍摄部30的角度(水平度)的调节机构。该情况下，线宽测量装置18基于计算部52的计算结果控制调节机构调节拍摄部30的角度，由此能够无需操作者的操作。
另外，依照实施方式的计算部52，基于投影到基片G上的投影图案计算相对角度，因此在调节相对角度时，无需准备形成有实际图案的基片G。在这一方面也能简化调节操作。
此外，由上述的计算部52进行的相对角度的计算和使用了计算结果的拍摄部30的角度调节操作，例如能够在基片处理系统1的启动时实施。
(修正部53)
修正部53在基片处理系统1启动后，进行作为产品基片的基片G的线宽测量时，基于拍摄部30所拍摄的投影图案，修正由测量部51测量的实际图案的形状的测量结果。
此处，参照图6和图7，说明修正部53所进行的修正处理的内容。图6是将实施方式的测量区域R之中第1图形P1的周边放大表示的图。另外，图7是表示在没有聚焦于第1图形P1的状态下拍摄到的第1图形P1的一例的图。
首先，在修正处理的说明之前，参照图6，说明由测量部51进行的线宽测量处理的内容。
如图6所示，在测量区域R中映入有：形成于基片G的图案面Ga上的实际图案Px；和投影到图案面Ga的投影图案(此处，第1图形P1)。测量部51基于拍摄部30所拍摄的图像，测量作为L/S图案的实际图案Px的线宽A。
具体而言，在想要测量的实际图案Px的附近，存在对于实际图案Px能够作为记号的那样的形状的记号图案(未图示)。存储部55预先存储有该记号图案的形状。记号图案的形状在线宽测量处理中在判断拍摄部30所拍摄的图像中是否包含想要测量的实际图案P时被使用，对此在后文说明。
此外，记号图案的形状对每个要测量的实际图案Px的位置(也称为“测量点”)进行设定并存储于存储部55。但是，例如，在2个以上的测量点，记号图案为相同的形状的情况下，也可以在2个以上的测量点共用记号图案。
另外，上述的位置信息例如是在拍摄到的图像中，表示测量点相对于与记号图案的形状一致的实际图案的相对位置的像素坐标信息。详细而言，在记号图案形状设定有原点，在像素坐标信息中包含有测量点相对于原点的起点位置XY1和终点位置XY2的信息。
具体而言，作为起点位置XY1，设定想要测量的实际图案Px的一(在图6中上侧的实际图案Px)下端位置，作为终点位置XY2，设定想要测量的实际图案Px的另一(在图6中下侧的实际图案Px)上端位置。于是，上述的起点位置XY1与终点位置XY2之间的距离被测量为“线宽A”。对于该线宽A的测量，在后文说明。此外，上述的起点位置XY1和终点位置XY2的信息由拍摄到的图像的像素中的X、Y坐标表示。
此外，测量控制装置50将表示线宽测量处理中测量出的图案的线宽的数据反馈。在局部曝光装置16中，比较测量出的图案的线宽与所希望的线宽，在有偏差时，计算该偏差量，基于计算出的偏差量来修正曝光的照度、基片G中进行局部曝光的位置等。由此，对修正后输送到局部曝光装置16的基片G，能够以已修正的照度、基片G的位置进行局部曝光，因此能够将基片G的图案的线宽修正为所希望的线宽。
测量部51以同样的处理顺序测量拍摄部30所拍摄的投影图案的线宽B、C。线宽B是投影图案(此处，第1图形P1)所含的线L的宽度。另外，线宽C是相邻的2条线L间的间隙S的宽度。
如上所述，投影图案中的线宽B、C的实际的尺寸是已知的。然而，如图7所示，在映入图像的第1图形P1模糊的情况下，由测量部51测量的线宽B、C可能偏离于实际的尺寸。具体而言，在第1图形P1模糊的情况下，在比线L更靠内侧处检测线L的边缘，因此存在线宽B越小而线宽C越大的倾向。
在投影图案模糊的情况下，实际图案Px也同样变得模糊。因此，修正部53基于拍摄部30所拍摄的投影图案中的线宽B、C的比例(测量比率)和线宽B、C的实际尺寸上的比例(最佳聚焦比率)，来修正实际图案Px的测量结果。此处，将使线宽B为1时的线宽C的值作为测量比率和最佳聚焦比率。
例如，对于线宽B、C的最佳聚焦比率为1(即，线宽B:线宽C＝1:1)的情况，使测量比率为1.3(即，线宽B:线宽C＝1:1.3)。该情况下，修正部53计算测量比率除以最佳聚焦比率而得值1.3作为实际图案Px的测量结果的修正比率。然后，修正部53计算实际图案Px的测量结果即线宽A除以修正比率1.3而得的值作为修正后的测量结果。
由此，假设在不能以最佳聚焦的状态拍摄实际图案Px的情况下，也能够通过基于投影图案中的线宽B、C的比例修正测量结果，来推算最佳聚焦时的测量结果。因此，能够提高实际图案Px的测量精度。另外，能够通过修正来推算最佳聚焦时的测量结果，因此能够以比较粗糙的聚焦状态来进行测量本身。因此，能够缩短聚焦所需的时间。换言之，能够在相同的时间内进行更多的测量。
(模式切换部54)
模式切换部54切换进行基于修正部53的修正的有修正模式和不进行基于修正部53的修正的无修正模式。例如，模式切换部54能够根据对测量控制装置50所具有的未图示的输入部(例如，键盘)进行输入的输入操作，来切换有修正模式和无修正模式。模式切换部54将当前的模式存储在存储部55中。
有修正模式包括有条件修正模式和全部修正模式。全部修正模式是对一个基片G的全部测量结果进行基于修正部53的修正的模式。另一方面，有条件修正模式是仅对一个基片G的多个测量结果之中满足预定的条件的测量结果，进行基于修正部53的修正的模式。模式切换部54也进行有条件修正模式和全部修正模式的切换。
有条件修正模式中的预定的条件例如为“测量比率与最佳聚焦比率的偏差”。即，也可以为修正部53在有条件修正模式中判断测量比率与最佳聚焦比率的偏差(例如，测量比率/最佳聚焦比率)是否在阈值范围内，当判断为不在阈值范围内时，进行测量结果的修正。当测量比率与最佳聚焦比率的偏差不在阈值范围内时，实际图案Px模糊的可能性高。在这样的情况下通过进行基于修正部53的修正处理，能够提高实际图案Px的测量精度。
另外，有条件修正模式中的预定的条件例如也可以为“重试次数”。重试次数是直到获得所希望的边缘强度为止反复进行的拍摄次数。即，也可以为修正部53在有条件修正模式中，当重试次数成为预定的次数以上时，对其测量结果进行修正。重试次数成为预定的次数以上时，使用无法获得所希望的边缘强度的图像，即没有正确地聚焦于实际图案Px的图像，来进行线宽测量。在该情况下通过进行基于修正部53的修正处理，能够提高实际图案Px的测量精度。
＜3.相对角度计算处理＞
下面，参照图8～图11，对线宽测量装置的具体的动作进行说明。首先，参照图8，对计算输送部20与拍摄部30的相对角度的相对角度计算处理进行说明。图8是表示相对角度计算处理的处理顺序的流程图。此外，图8～图11所示的各处理依照测量控制装置50的控制来实施。
如图8所示，测量部51控制输送部20的动作来输送基片G(步骤S101)。如上所述，在实施方式的相对角度计算处理中，由于使用投影图案来计算相对角度，因此不必准备形成有实际图案Px的基片G。此处，输送没有形成实际图案Px的基片G，不过也可以输送形成有实际图案Px的基片G。
测量部51基于从基片位置检测部22输出的检测信号，来判断基片G是否载置于规定的位置(步骤S102)。
接着，测量部51判断为基片G没有载置在规定的位置时(步骤S102，否)，就这样结束处理。另一方面，测量部51判断为基片G载置于规定的位置时(步骤S102，是)，停止输送部20的动作以使基片G停止(步骤S103)。
接着，测量部51确定基片G中的图案的测量点的位置，详细而言本次测量的测量点(步骤S104)。
接着，测量部51控制移动部40的动作以使得拍摄部30移动到所确定的测量点的上方(步骤S105)。具体而言，测量部51使拍摄部30在水平方向上移动，使拍摄部30移动到测量点的上方。
接着，测量部51使焦点聚焦于被投影于测量区域R的第1图形P1～第4图形P4中之一(步骤S106)。例如，测量部51调节拍摄部30的Z轴方向上的高度以使得焦点聚焦于第1图形P1。然后，测量部51从摄像机高度测量部31获取步骤S106中的拍摄部30的高度位置(聚焦位置)(步骤S107)，存储在存储部55中。
接着，测量部51判断是否对第1图形P1～第4图形P4全部获得了聚焦位置(步骤S108)。在该处理中，在存在没有获得聚焦位置的图形时(步骤S108，否)，将处理行进至步骤S106，对没有获得聚焦位置的图形进行步骤S106以后的处理。
另一方面，在步骤S108中，判断为对第1图形P1～第4图形P4全部获得了聚焦位置时(步骤S108，是)，计算部52基于聚焦位置之差来计算相对角度(步骤S109)。例如，计算部52基于第1图形P1的聚焦位置与第2图形P2的聚焦位置之差来计算X轴方向上的输送部20与拍摄部30的相对角度θ(参照图5)。另外，计算部52基于第3图形P3的聚焦位置与第4图形P4的聚焦位置之差来计算Y轴方向上的输送部20与拍摄部30的相对角度。
接着，计算部52判断是否对全部的测量点计算了相对角度(步骤S110)。在该处理中，当存在没有计算相对角度的测量点时(步骤S110，否)，计算部52使处理返回步骤S104，对没有计算相对角度的测量点反复进行步骤S104以后的处理。
在步骤S110中，判断为在全部的测量点计算了相对角度时(步骤S110，是)，计算部52结束相对角度计算处理。
＜4.测量处理＞
下面，参照图9，说明由测量部51进行的测量处理。图9是表示实施方式的测量处理的处理顺序的流程图。
如图9所示，测量部51控制输送部20的动作，输送显影处理后的基片G(步骤S201)。接着，测量部51计算从基片位置检测部22输出的检测信号，来判断基片G是否载置于规定的位置(步骤S202)。
接着，测量部51判断为基片G没有载置在规定的位置时(步骤S202，否)，就这样结束处理。另一方面，测量部51判断为基片G载置于规定的位置时(步骤S202，是)，停止输送部20的动作以使基片G停止(步骤S203)。
接着，测量部51确定基片G中的图案的测量点的位置，详细而言本次测量的测量点(步骤S204)。
接着，测量部51控制移动部40的动作，以使得拍摄部30移动所确定的测量点的上方(步骤S205)。具体而言，测量部51使拍摄部30在水平方向上移动，使拍摄部30移动到测量点的上方。
接着，测量部51调节拍摄部30的Z轴方向上的高度(步骤S206)。详细而言，测量部51基于摄像机高度测量部31的测量结果，控制移动部40的动作，以使得从拍摄部30的透镜至基片G的图案面Ga的距离成为拍摄部30的工作距离。
更详细而言，测量部51使用摄像机高度测量部31，多次测量从拍摄部30至基片G的Z轴方向高度，基于所得到的测量结果，计算振动的基片G的振幅。然后，测量部51根据计算出的振幅的中央值来控制移动部40的动作，以使得从拍摄部30的透镜至基片G的图案面Ga的距离成为拍摄部30的工作距离。
由此，即使在基片G振动的情况下，在后述的处理中，也能够容易地拍摄聚焦的图像。此外，在上述中，使用了振幅的中央值，但是并不限于此，也可以计算例如算数平均或众数等。
接着，测量部51判断由拍摄部30进行的图案的拍摄次数是否为规定次数以上(步骤S207)。规定次数被设定成例如2以上的整数。
在步骤S207中，在判断为拍摄次数不足规定次数时(步骤S207，否)，测量部51进行基于拍摄部30的拍摄(步骤S208)。
接着，测量部51进行图案搜索处理(步骤S209)。在图案搜索处理中，例如计算图像信息所包含的图案形状(以下称为“图像图案形状”)与存储于存储部55中的记号图案的相关值。相关值是表示图像图案形状与记号图案的相似性的值。
接着，测量部51判断计算出的相关值是否为规定的相关值以上(步骤S210)。测量部51在相关值不足规定的相关值时，判断为图像信息不含与记号图案一致的图案，作为结果也不含想要测量的实际图案Px。另外，测量部51在相关值为规定的相关值以上时，判断为图像信息含有与记号图案一致的图案，含有想要测量的实际图案Px。
即，图案搜索处理是判断拍摄部30的位置是否相对于想要测量的实际图案Px(测量点)发生了位置偏移的处理。因此，测量部51在相关值不足规定的相关值时(步骤S210，否)，判断为拍摄部30位于与测量点不同的位置，调节拍摄部30的位置(步骤S211)。
测量部51例如使拍摄部30在水平方向上移动。此外，测量部51也可以降低拍摄部30的透镜的倍率，扩大摄像机视野，基于来自扩大的摄像机视野的图像信息，将拍摄部30移动至测量点。测量部51在调节了拍摄部30的位置之后，再次实施拍摄处理(步骤S208)。
这样一来，当相关值不足规定的相关值时，由于能够使拍摄部30再次实施基片G的图案的拍摄，能够防止测量部51错误地测量想要测量的实际图案Px的线宽A以外的线宽。
另一方面，当相关值为规定的相关值以上时(步骤S210，是)，测量部51基于图像信息来计算实际图案Px的边缘强度，判断计算出的边缘强度是否为预定的边缘强度以上(步骤S212)。边缘强度是指拍摄到的图案中的分界线(轮廓)的浓淡的变化程度，随着边缘强度变高而浓淡明显，即意味着聚焦。
在边缘强度不足预定的边缘强度时(步骤S212，否)，拍摄部30所拍摄的图像没有聚焦，因此测量部51返回步骤S207。然后，当拍摄次数仍然不足规定次数时，换言之，当拍摄次数没有达到规定次数时，测量部51在步骤S208中再次实施基片G的拍摄，再次实施步骤S209以后的处理。
在边缘强度为预定的边缘强度以上时(步骤S212，是)，拍摄到的图像聚焦，因此测量部51使用拍摄到的图像来计算测量点的起点位置XY1和终点位置XY2(步骤S213)。然后，测量部51测量步骤S213中计算出的起点位置XY1与终点位置XY2之间的距离，作为测量点处的实际图案Px的线宽A(步骤S214)。
此外，在步骤S207中拍摄次数成为规定次数以上时(步骤S207，是)，测量部51也使处理行进至步骤S213，计算测量点的起点位置XY1和终点位置XY2。此时，测量部51例如使用虽然低于规定的边缘强度但在多次进行的拍摄中边缘强度最高的图像，来计算起点位置XY1和终点位置XY2。
接着，修正部53进行修正测量部51的测量结果的修正处理(步骤S215)。关于修正处理的内容，在后文说明。
接着，测量部51判断多个测量点的测量是否已结束(步骤S216)。在判断为多个测量点的测量没有结束时(步骤S216，否)，测量部51返回步骤S204，确定另一测量点的位置，进行上述的步骤S205～S214的线宽测量。另一方面，在多个测量点的测量已结束时(步骤S216，是)，测量部51结束本次的处理。即，结束对一个基片G的线宽测量处理。
＜5.修正处理＞
下面，参照图10和图11，对基于修正部53的修正处理进行说明。图10是表示实施方式的修正处理的处理顺序的一例的流程图。另外，图11是表示实施方式的修正处理的处理顺序的另一例的流程图。此外，图11所示的步骤S401、S402、S404、S405的处理与图10所示的步骤S301、S302、S304、S305的处理相同。
如图10所示，修正部53判断当前的模式是否为有修正模式(步骤S301)，在当前的模式不为有修正模式时(步骤S301，否)，不进行测量结果的修正而就这样结束处理。
在步骤S301中，在当前的模式为有修正模式时(步骤S301，是)，修正部53判断是否为全部修正模式(步骤S302)。
在步骤S302中，在判断为是全部修正模式时(步骤S302，是)，修正部53基于线宽B、C的测量比率与最佳聚焦比率的偏差来计算测量结果的修正比率(步骤S304)。然后，修正部53使用计算出的修正比率来修正实际图案Px的测量结果(步骤S305)。即，修正部53计算实际图案Px的测量结果的线宽A除以修正比率而得的值作为修正后的测量结果。
在步骤S302中，当不为全部修正模式时(步骤S302，否)，即，为有条件修正模式时，修正部53判断测量比率与最佳聚焦比率的偏差是否在阈值范围内(步骤S303)。
在步骤S303中，当判断为测量比率与最佳聚焦比率的偏差时(步骤S303，是)，修正部53不进行测量结果的修正，就这样结束处理。
另一方面，当判断为测量比率与最佳聚焦比率的偏差不足阈值范围内时(步骤S303，否)，修正部53计算修正比率(步骤S304)，使用计算出的修正比率来修正测量结果(步骤S305)。
此外，有条件修正模式中的预定的条件也可以为“重试次数”。该情况下，如图11所示，在当前的模式为有修正模式(步骤S401，是)且不为全部修正模式时(步骤S402，否)，修正部53判断重试次数是否不足阈值(步骤S403)。
在步骤S403中，当判断为重试次数不足规定次数时(步骤S403，是)，修正部53不进行测量结果的修正，就这样结束处理。
另一方面，当判断为重试次数达到了规定次数时(步骤S403，否)，修正部53计算修正比率(步骤S404)，使用计算出的修正比率来修正测量结果(步骤S405)。
＜6.效果＞
如上所述，实施方式的图案测量装置(作为一例，为线宽测量装置18)包括输送部(作为一例，为输送部20)、图案投影部(作为一例，为图案投影部32)、拍摄部(作为一例，为拍摄部30)和测量部(作为一例，为测量部51)。输送部输送基片(作为一例，为基片G)。图案投影部配置于输送部的上方，将投影图案投影到输送部所输送的基片上。拍摄部配置于输送部的上方，拍摄被投影到基片上的投影图案或者形成于基片的实际图案。测量部基于拍摄部所拍摄的图像，测量投影图案或者实际图案的形状。因此，依照实施方式的图案测量装置，能够高精度地测量图案形状。
实施方式的图案测量装置还可以包括计算部(作为一例，为计算部52)。计算部52基于拍摄部所拍摄的投影图案，计算输送部与拍摄部的相对倾斜度。
具体而言，实施方式的图案测量装置还包括能够使拍摄部沿铅垂方向移动的移动部(作为一例，为移动部40)。另外，也可以为投影图案包含彼此隔开间隔地配置的第1图形(作为一例，为第1图形P1)和第2图形(作为一例，为第2图形P2)。该情况下，计算部也可以基于聚焦于第1图形时的拍摄部的高度(作为一例，为第1聚焦位置h1)与聚焦于第2图形时的拍摄部的高度(作为一例，为第2聚焦位置h2)之差，计算输送部与拍摄部的相对倾斜度。
依照实施方式的图案测量装置，操作者无需如现有技术那样登上图案测量装置的上部进行操作。因此，与现有技术相比，能够简化相对角度的调节。另外，也不发生操作者登高所导致的图案测量装置的弯曲，因此能够提高调节的精度。这样一来，通过使调节精度提高，能够提高实际图案的测量精度。
实施方式的图案测量装置还可以包括修正测量部的测量结果的修正部(作为一例，为修正部53)。另外，拍摄部也可以拍摄包含投影图案和实际图案的基片上的测量区域(作为一例，为测量区域R)，测量部基于拍摄部所拍摄的实际图案，来测量实际图案的形状。该情况下，修正部也可以基于拍摄部所拍摄的投影图案，修正测量部所测量的实际图案的形状的测量结果。
由此，假设不能在最佳聚焦的状态下拍摄实际图案时，基于拍摄部所拍摄的投影图案来修正测量结果，由此也能够推算最佳聚焦时的测量结果。因此，能够提高实际图案的测量精度。
投影图案具有预定宽度的多条线(作为一例，为线L)以预定间隔(作为一例，为间隙S)排列的图形(作为一例，为第1图形P1～第4图形P4)。该情况下，修正部也可以基于拍摄部所拍摄的投影图案中的线的宽度(作为一例，为线宽B)与线间的间隔(作为一例，为线宽C)的比例即测量比率，以及预定宽度与预定间隔的比例即最佳聚焦比率，计算测量结果的修正比率。由此，通过使用计算出的修正比率来修正测量结果，能够推算最佳聚焦时的测量结果。
修正部也可以判断测量比率是否在阈值范围内，在测量比率不在阈值范围内时，进行测量结果的修正。在测量比率与最佳聚焦比率的偏差不在阈值范围内时，实际图案模糊的可能性高。在这样的情况下通过进行基于修正部的修正处理，能够提高实际图案的测量精度。
实施方式的图案测量装置还可以包括能够使拍摄部沿铅垂方向移动的移动部。另外，拍摄部也可以在拍摄到的实际图案的边缘强度低于预定值时，使用移动部改变了高度位置后，再次拍摄测量区域。另外，也可以为在拍摄部对同一测量区域的拍摄次数(作为一例，为重试次数)达到了预定次数时，测量部基于边缘强度低于预定值的实际图案的图像来测量实际图案的形状。该情况下，在拍摄部对同一测量区域的拍摄次数达到了预定次数时，修正部对基于边缘强度低于预定值的实际图案的图像测量出的实际图案的形状的测量结果进行修正。当重试次数成为预定次数以上时，使用不能得到所希望的边缘强度的图像、即没有正确地聚焦于实际图案的图像，来进行线宽测量。在这样的情况下，通过进行基于修正部的修正处理，能够提高实际图案的测量精度。
实施方式的图案测量装置还可以包括模式切换部(作为一例，为模式切换部54)，该模式切换部能够切换进行基于修正部的修正的有修正模式和不进行基于修正部的修正的无修正模式。由此，例如，图案测量装置的使用者能够选择是否进行测量结果的修正。
有修正模式也可以包括：对满足预定条件的测量结果进行基于修正部的修正的有条件修正模式；和对全部的测量结果进行基于修正部的修正的全部修正模式。该情况下，模式切换部也能够切换有条件修正模式与全部修正模式。
另外，实施方式的图案测量装置中的倾斜度计算方法包括输送步骤、图案投影步骤、拍摄步骤、计算步骤。输送步骤中，用图案测量装置的输送部来输送对象基片(作为一例，为基片G)，其中，图案测量装置包括输送基片的输送部和配置于输送部的上方的拍摄输送部所输送的基片的拍摄部，该图案测量装置基于拍摄部所拍摄的图像来测量形成于基片的实际图案的形状，该对象基片是形成有实际图案的基片和没有形成实际图案的基片中的任意者。图案投影步骤中，将投影图案投影到输送步骤中输送的对象基片上。拍摄步骤中，用拍摄部拍摄被投影到基片上的投影图案。计算步骤中，基于拍摄步骤中拍摄的图像，计算输送部与拍摄部的相对倾斜度(作为一例，为相对角度)。
依照实施方式的图案测量装置中的倾斜度计算方法，操作者无需如现有技术那样登上图案测量装置的上部来进行操作。因此，与现有技术相比，能够简化相对角度的调节。另外，也不会发生操作者登高所导致的图案测量装置的弯曲，因此能够提高调节的精度。这样一来，通过使调节精度提高，能够提高实际图案的测量精度。
另外，实施方式的图案测量方法包含输送步骤、图案投影步骤、拍摄步骤、测量步骤和修正步骤。输送步骤用输送部来输送基片。图案投影步骤中，将投影图案投影到输送部所输送的所述基片。拍摄步骤中，用配置于输送部的上方的拍摄部，拍摄包含投影到基片上的投影图案和形成于基片的实际图案的基片上的测量区域。测量步骤中，基于拍摄部所拍摄的实际图案，测量实际图案的形状。修正步骤中，基于拍摄部所拍摄的投影图案，修正测量步骤中实际图案的测量结果。
由此，假设不能在最佳聚焦的状态下拍摄实际图案时，基于拍摄部所拍摄的投影图案来修正测量结果，由此也能够推算最佳聚焦时的测量结果。因此，能够提高实际图案的测量精度。
此外，应当认为，本发明的实施方式在所有方面均是例示，而并非限定性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式来具体实现。另外，上述的实施方式在不脱离所附的权利要求的范围及其主旨的情况下，能够以各种各样的方式进行省略、置换、改变。

Claims (11)

1.一种图案测量装置，其特征在于，包括：
输送基片的输送部；
图案投影部，其配置于所述输送部的上方，将投影图案投影到所述输送部所输送的所述基片上；
拍摄部，其配置于所述输送部的上方，拍摄被投影到所述基片上的所述投影图案或者形成于所述基片的实际图案；和
测量部，其基于所述拍摄部所拍摄的图像，测量所述投影图案或者所述实际图案的形状。
2.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于：
还包括计算部，其基于所述拍摄部所拍摄的所述投影图案，计算所述输送部与所述拍摄部的相对倾斜度。
3.如权利要求2所述的图案测量装置，其特征在于：
还包括能够使所述拍摄部沿铅垂方向移动的移动部，
所述投影图案包含彼此隔开间隔地配置的第1图形和第2图形，
所述计算部基于聚焦于所述第1图形时的所述拍摄部的高度与聚焦于所述第2图形时的所述拍摄部的高度之差，计算所述输送部与所述拍摄部的相对倾斜度。
4.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于：
还包括修正所述测量部的测量结果的修正部，
所述拍摄部拍摄包含所述投影图案和所述实际图案的所述基片上的测量区域，
所述测量部基于所述拍摄部所拍摄的所述实际图案，测量所述实际图案的形状，
所述修正部基于所述拍摄部所拍摄的所述投影图案，修正所述测量部所测量的所述实际图案的形状的测量结果。
5.如权利要求4所述的图案测量装置，其特征在于：
所述投影图案具有由预定宽度的多条线以预定间隔排列而成的图形，
所述修正部基于测量比率和最佳聚焦比率来计算所述测量结果的修正比率，其中，所述测量比率是所述拍摄部所拍摄的所述投影图案中的所述线的宽度与所述线间的间隔的比率，所述最佳聚焦比率是所述预定宽度与所述预定间隔的比率。
6.如权利要求5所述的图案测量装置，其特征在于：
所述修正部判断所述测量比率是否在阈值范围内，当判断为所述测量比率没有在所述阈值范围内的情况下，进行所述测量结果的修正。
7.如权利要求4或5所述的图案测量装置，其特征在于：
还包括能够使所述拍摄部沿铅垂方向移动的移动部，
在拍摄到的所述实际图案的边缘强度低于预定值的情况下，用所述移动部改变高度位置之后，所述拍摄部再次拍摄所述测量区域，
在所述拍摄部对同一所述测量区域的拍摄次数达到了预定次数的情况下，所述测量部基于所述边缘强度低于所述预定值的所述实际图案的图像来测量所述实际图案的形状，
在所述拍摄部对同一所述测量区域的拍摄次数达到了预定次数的情况下，所述修正部对基于所述边缘强度低于所述预定值的所述实际图案的图像而测量出的所述实际图案的形状的测量结果进行修正。
8.如权利要求4所述的图案测量装置，其特征在于：
还包括模式切换部，其能够将进行利用所述修正部的修正的有修正模式和不进行利用所述修正部的修正的无修正模式进行切换。
9.如权利要求8所述的图案测量装置，其特征在于：
所述有修正模式包含：对满足预定条件的所述测量结果进行利用所述修正部的修正的有条件修正模式；和对全部的所述测量结果进行利用所述修正部的修正的全部修正模式，
所述模式切换部能够切换所述有条件修正模式和所述全部修正模式。
10.一种图案测量装置中的倾斜度计算方法，其特征在于：
所述图案测量装置包括：输送基片的输送部；和配置于所述输送部的上方的拍摄所述输送部所输送的所述基片的拍摄部，所述图案测量装置基于所述拍摄部所拍摄的图像来测量形成于所述基片的实际图案的形状，
所述倾斜度计算方法包括：
用图案测量装置的输送部来输送对象基片的输送步骤，其中，所述对象基片是形成有实际图案的所述基片和没有形成所述实际图案的基片中的任意者；
将投影图案投影到所述输送步骤中输送的所述对象基片上的图案投影步骤；
用所述拍摄部拍摄被投影到所述基片上的所述投影图案的拍摄步骤；和
基于所述拍摄步骤中拍摄的图像，计算所述输送部与所述拍摄部的相对倾斜度的计算步骤。
11.一种图案测量方法，其特征在于，包括：
用输送部输送基片的输送步骤；
将投影图案投影到所述输送部所输送的所述基片上的图案投影步骤；
用配置于所述输送部的上方的拍摄部，来拍摄所述基片上的测量区域的拍摄步骤，其中，所述基片上的测量区域包含投影到所述基片上的所述投影图案和形成于所述基片的实际图案；
基于所述拍摄部所拍摄的所述实际图案，测量所述实际图案的形状的测量步骤；和
基于所述拍摄部所拍摄的所述投影图案，修正所述测量步骤中的所述实际图案的测量结果的修正步骤。
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