线宽测量系统和线宽测量装置的制作方法

本发明涉及一种线宽测量系统和一种线宽测量装置。

背景技术：

在集成电路光掩模制造及光刻工艺中为评估及控制工艺的图形处理精度，特设计一种反映集成电路特征线条宽度的专用线条图形，该图形的关键尺寸(criticaldimension，简称cd)或者称为线宽的测量十分重要，其尺寸大小的控制将直接影响整个显示装置的性能，在现有技术中，微米级cd测量装置的一般工作原理是：利用光学显微镜头获取被测标记的图像，通过算法计算其cd等指标。

2003年1月30号申请的中国专利cn1220032c公开了一种cd测量装置，如图1所示，该装置是通过光学显微镜对玻璃基板进行成像，由ccd进行图像采集，采用图像处理来进行布线图形的线宽测量。该装置对玻璃基板的背面进行成像，根据亮度-像素特性(亮度波形)来求得尺寸，该装置虽然可以测出部分线宽的剖面形状，但是只针对靠近玻璃基板侧的线宽小于上层线宽的图形，并且在该装置中，使用了大na高倍率的光学显微镜7，测量景深较小，而被测对象基板面型的波动较大，离焦会对cd测量结果产生很大的影响，尤其对于亮度-像素特性曲线有较大影响，虽然所述cd测量装置中，光学显微镜7的显微镜头可以进行整体移动，但未给出寻找最佳焦面的装置及方法，另外，光学显微镜7的物方视场极小，对于需要测试的布线图形在玻璃基板上的位置，该专利未公开搜索定位的装置。

为解决上面的问题，目前通常做法，利用低倍率镜头先进行全场标记搜索，寻找被测布线图形，再利用光学显微镜拍摄图像进行图像算法处理计算线宽，利用垂向调整装置进行高度调整。2013年3月25日申请的中国专利cn103364935a中公开的cd测量装置，如图2所示，使用多种倍率镜头，分别进行标记搜索，线宽测量。使用激光自动对焦距装置调整最佳焦面，但该方法无法测出布线图形的剖面轮廓。

技术实现要素：

本发明提供了一种线宽测量系统，用以解决现有的线宽测量系统无法测出布线图形的剖面轮廓的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。

作为优选，所述线宽测量单元与所述焦面检测及轮廓测量单元所采用的测量光束具有不同的波长。

作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。

作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。

作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。

作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。

作为优选，还包括一离焦粗测单元。

作为优选，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。

作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。

作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。

作为优选，所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。

作为优选，还包括第一分光棱镜，所述入射测量光束被所述基底表面反射后经过所述第一分光棱镜后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。

作为优选，还包括标记搜索定位单元。

作为优选，所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。

作为优选，所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。

一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与离焦粗测单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。

作为优选，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面并被所述基底表面反射后被所述第一探测模块接收。

作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。

作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。

作为优选，所述线宽测量单元与所述离焦粗测单元所采用的测量光束具有不同的波长。

作为优选，所述离焦粗测单元采用的光的形式是投影光斑。

作为优选，还包括一焦面检测及轮廓测量单元。

作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。

作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。

作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。

作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。

作为优选，所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。

作为优选，还包括第一分光棱镜，所述入射测量光束被所述基底表面反射后经过所述第一分光棱镜后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。

作为优选，还包括标记搜索定位单元。

作为优选，所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底表面后，被所述基底表面反射由所述第一探测模块接收。

作为优选，所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。

一种测量系统，包括第一测量单元和第二测量单元，

第一测量单元包括第一光源、投影狭缝、投影镜组、第一分光棱镜、第一滤波片和第一探测模块，所述第一光源产生的光束经所述投影狭缝后形成第一测量光束，第一测量光束经所述投影镜组照射至基底表面，在所述基底表面反射后进入所述第一分光棱镜，第一测量光束进入所述第一分光棱镜后一部分入射至所述第二测量单元，另一部分入射至所述第一滤波片后进入所述第一探测模块；

所述第二测量单元包括第二光源、显微物镜和第二探测模块，所述第二光源产生的光束经所述显微物镜形成第二测量光束，第二测量光束进入所述第二探测模块；

第二测量单元和第一测量单元之间还设有第二滤波片和第二分光棱镜，第一测量光束经过所述第一分光棱镜反射后通过所述第二滤波片进入所述第二分光棱镜，经所述第二分光棱镜反射进入所述第二探测模块；

所述第一滤波片只能透过两种不同波长的单色光，所述第二滤波片根据所述第一滤波片透过的单色光波长择一透过。

作为优选，所述第一探测模块的探测面与第一测量光束倾斜设置，实现了大视场范围成像。

作为优选，所述投影狭缝包括狭缝区和平面区，所述平面区环绕所述狭缝区设置，所述狭缝区透过的单色光波长与所述第一滤波片透过的单色光波长相同，所述平面区透过的单色光波长不同于所述第一滤波片透过的单色光波长，而所述平面区透过的单色光能透过所述第二滤波片。

作为优选，所述第一测量单元还包括设置在所述第一光源和投影狭缝之间的照明镜组，所述照明镜组用于准直光束。

作为优选，所述第一测量单元还包括第一透镜组，所述第一透镜组包括透镜前组和透镜后组，所述第一分光棱镜和所述第一滤波片均设置在所述透镜前组和所述透镜后组之间，所述第一透镜组用于汇聚第一测量光束。

作为优选，所述第一测量单元还包括反射镜组，所述反射镜组包括前反射镜和后反射镜，所述第一测量光束经所述投影镜组照射至所述前反射镜，经所述前反射镜反射至所述基底表面，经所述基底表面反射至所述后反射镜，经所述后反射镜反射进入所述第一分光棱镜。

作为优选，所述前反射镜和后反射镜均与第一测量光束倾斜设置。

作为优选，所述第二测量单元还包括第二透镜组，所述第二透镜组用于在第二测量光束进入所述第二探测模块之前汇聚第二测量光束。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

特征一，所述测量系统可以实现cd测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测；标记搜索定位、焦面检测采用了不同单波段斜入射照明，部分单波段用于提供大视场照明，采用倾斜sc探测成像，实现了大视场范围成像，可用于被测对象搜索。采用带有光学滤波和特定图形特征的投影狭缝，形成单波段的投影，通过倾斜sc探测成像，用于焦面粗测。

特征二，布线图形cd精密测量单元、采用高倍率机器视觉成像系统，实现cd精密测量。

特征三，布线图形剖面轮廓测量单元，使用单波段斜入射式投影，采用倾斜sc探测前组，采用cd测量后组成像，实现焦面精测和布线图形轮廓测量。

特征四，投影部分的光阑狭缝，可分区域进行滤光，实现宽波段复合斜入射照明。

特征五，cd测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测采用不同波长光源照明，防止相互间串扰。

特征六，cd测量装置，带有滤波片，使得cd测量单元引入焦面精测光束，隔离视场成像光束，保证测量功能独立。

一种线宽测量方法，包括：

步骤1、焦面检测及轮廓测量，使一投影光斑斜射至基底，并使一第二探测模块接收被基底表面反射后的光斑信息。

步骤2、线宽测量，使一探测光垂直射至所述基底，并使所述第二探测模块接收被所述基底表面反射后的光斑信息，得到线宽信息。

作为优选，还包括：步骤0、标记搜索，使一平行探测光斜射至所述基底，并使第一探测模块接收被所述基底表面反射的光信息，确定标记所在位置。

作为优选，步骤0优先于步骤1执行。

作为优选，还包括：步骤12、离焦测量，使一投影光斑斜射至所述基底，并使第一探测模块接收被所述基底表面反射的光信息，确定所述基底的离焦量。

作为优选，步骤12可以先于或后于或同时与步骤1执行。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：所述线宽测量方法实现cd测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测；标记搜索定位、焦面检测采用了不同单波段斜入射照明，部分单波段用于提供大视场照明，采用倾斜sc探测成像，实现了大视场范围成像，可用于被测对象搜索。采用带有光学滤波和特定图形特征的投影狭缝，形成单波段的投影，通过倾斜sc探测成像，用于焦面粗测。

附图说明

图1和图2为现有技术中线宽测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例一的线宽测量系统的结构示意图；

图4是本发明实施例一的投影狭缝的结构示意图；

图5是本发明实施例一的离焦量与投影光斑在第一探测模块或第二探测模块的上位置的关系；

图6是本发明实施例一的入射光束与基底之间的关系；

图7是本发明实施例一的探测光斑在经过基底上布线图形前后的图像特征；

图8是本发明实施例一的可测得布线图形的剖面轮廓及不同高度的线宽；

图9是本发明实施例一的采用的搜索范围更广的sc探测光路；

图10是本发明实施例一的采集或者显示的图像中同时可观测到的布线图形及其剖面轮廓；

图11是本发明实施例二的线宽测量系统的结构示意图。

图1中所示：10-光学显微镜；

图3～11中所示：1-第一光源、2-照明镜组、3-投影狭缝、301-狭缝区、302-平面区、4-投影前组件、5-前反射镜、6-后反射镜、7-透镜前组件、8-第一分光棱镜、9-透镜后组件、10-第一探测模块、11-第二光源、12-显微物镜、13-第二分光棱镜、14-第二透镜组、15-第二探测模块、16-投影后组件、17-第三分光棱镜、31-x向移动导轨、32-y向移动导轨、33-z向调整台、34-基底、35-运算处理单元、41-第一滤波片、42-第二滤波片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

一种线宽测量系统，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块15，所述第二测量光束垂直入射至基底34表面，被所述基底34表面反射后由所述第二探测模块15接收。

所述线宽测量单元与所述焦面检测及轮廓测量单元所采用的测量光束具有不同的波长。

所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块15，所述第一测量光束斜射至所述基底34表面，被所述基底34表面反射后由所述第二探测模块15接收。还包括第一光源1、投影狭缝3，所述第一光源1发出照明光束经过所述投影狭缝3后形成所述第一测量光束。还包括一投影光阑(未图示)，所述投影光阑设有所述投影狭缝3。

所述线宽测量系统还包括一离焦粗测单元。所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块10，所述第一测量光束斜射至所述基底34表面，并被所述基底34表面反射后由所述第一探测模块10接收。还包括第一光源1、投影狭缝3，所述第一光源1发出照明光束经过所述投影狭缝3后形成所述第一测量光束。还包括一投影光阑(未图示)，所述投影光阑设有所述投影狭缝3。

所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。

所述线宽测量系统还包括第一分光棱镜8，所述入射测量光束被所述基底34表面反射后经过所述第一分光棱镜8后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。

所述线宽测量系统还包括标记搜索定位单元。所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底34表面，并被所述基底34表面反射后由所述第一探测模块接收10。

所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。此外，还包括必要的光学整形、传递等组件以测量光束以及被反射的探测光束的调节、优化，以及对探测结果进行技术的控制、计算模块等，此为本领域人员所公知，不再赘述。

实施例二

一种线宽测量系统，包括线宽测量单元与离焦粗测单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块15，所述第二测量光束垂直入射至基底34表面，被所述基底34表面反射后由所述第二探测模块15接收。

所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块10，所述第一测量光束斜射至所述基底34表面并被所述基底34表面反射后被所述第一探测模块10接收。还包括第一光源1、投影狭缝3，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝3后形成所述第一测量光束。还包括一投影光阑(未图示)，所述投影光阑设有所述投影狭缝3。

所述线宽测量单元与所述离焦粗测单元所采用的测量光束具有不同的波长。所述离焦粗测单元采用的光的形式是投影光斑。

所述线宽测量系统还包括一焦面检测及轮廓测量单元。所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块15，所述第一测量光束斜射至所述基底34表面，被所述基底34表面反射后由所述第二探测模块15接收。所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。还包括第一光源1、投影狭缝3，所述第一光源1发出照明光束经过所述投影狭缝3后形成所述第一测量光束。还包括一投影光阑(未图示)，所述投影光阑设有所述投影狭缝3。

所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。

作为优选，还包括第一分光棱镜8，所述入射测量光束被所述基底34表面反射后经过所述第一分光棱镜8后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。

所述线宽测量系统还包括标记搜索定位单元。所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底34表面后，被所述基底34表面反射由所述第一探测模块10接收。

所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。此外，还包括必要的光学整形、传递等组件以测量光束以及被反射的探测光束的调节、优化，以及对探测结果进行技术的控制、计算模块等，此为本领域人员所公知，不再赘述。

实施例三

如图3所示，一种测量系统，包括一组第一测量单元和第二测量单元，所述第一测量单元包括第一光源1、投影狭缝3、投影镜组、第一分光棱镜8、第一滤波片41和第一探测模块10，所述第一光源1产生的光束经所述投影狭缝3后形成第一测量光束，第一测量光束经所述投影镜组照射至基底34表面，在所述基底34表面反射后进入所述第一分光棱镜8，第一测量光束经所述第一分光棱镜8后一部分入射至所述第二测量单元，另一部分入射至所述第一滤波片41后进入所述第一探测模块10；

所述第二测量单元包括第二光源11、显微物镜12和第二探测模块15，所述第二光源11产生的光束经所述显微物镜12形成第二测量光束，第二测量光束进入所述第二探测模块15；

第二测量单元和第一测量单元之间还设有第二滤波片42和第二分光棱镜13，第一测量光束经过所述第一分光棱镜8反射后通过所述第二滤波片42过滤，经所述第二分光棱镜13反射进入所述第二探测模块15；

所述第一滤波片41只能透过波长为λ1和波长为λ2的单色光，所述第二滤波片42只能透过波长为λ1的单色光。

所述第一探测模块10和所述第二探测模块15可以采用ccd相机或者cmos相机。

所述第一探测模块10的探测面与第一测量光束倾斜设置，实现了大视场范围成像。

所述投影狭缝3包括狭缝区301和平面区302，所述平面区302环绕所述狭缝区301设置，所述狭缝区301只能透过波长为λ1的单色光，所述平面区302只能透过波长为λ2的单色光，分区域进行滤光，实现宽波段复合斜入射照明。

所述第一测量单元还包括设置在所述第一光源1和投影狭缝3之间的照明镜组2，所述照明镜组2用于准直光束。

所述第一测量单元还包括第一透镜组，所述第一透镜组包括透镜前组件7和透镜后组件9，所述第一分光棱镜8和所述第一滤波片41均设置在所述透镜前组件7和所述透镜后组件9之间，所述第一透镜组用于汇聚第一测量光束。

所述第一测量单元还包括反射镜组，所述反射镜组包括前反射镜5和后反射镜6，所述第一测量光束经所述投影镜组照射至所述前反射镜5，经所述前反射镜5反射至所述基底34表面，经所述基底34表面反射至所述后反射镜6，经所述后反射镜6反射进入所述第一分光棱镜8。所述前反射镜5和后反射镜6均与第一测量光束倾斜设置，采用倾斜sc探测成像，实现了大视场范围成像。

所述第二测量单元还包括第二透镜组14，所述第二透镜组14用于在第二测量光束进入所述第二探测模块15之前汇聚第二测量光束。

所述第一光源1采用白光光源，其发出的照明光束，通过所述照明镜组2，到达投影狭缝3，所述投影狭缝3按照图4进行设计，包括狭缝区301和平面区302，所述狭缝区301只能透过波长为λ1的单色光(如绿光)，所述平面区302透过波长为λ2的单色光(如红光)，故第一光源1发出的光束经过投影狭缝3后，会分成两部分，一部分是波长为λ1的投影光斑，另一部分是波长为λ2的照明光束，从而形成第一测量光束。

波长为λ1的投影光斑在经过投影前组件7、投影后组件9后在前反射镜5上进行反射，在基底34表面形成与狭缝区301尺寸相对应的光斑，光斑经过基底34表面反射，再依次经过后反射镜6和透镜前组件7后，到达第一分光棱镜8，此部分投影光斑会变成两束，一束经过第二滤波片42后到达第二分光棱镜13，由第二分光棱镜13反射，将投影光斑成像到第二透镜组14，最后投影光斑会在第二探测模块15上进行成像，第二滤波片42的作用为只能通过波长为λ1的光，而另外一束波长为λ1的投影光斑则会经过透镜后组件9，成像在第一探测模块10上。此部分成像是用来进行离焦的粗测。

波长为λ2的照明光束，在经过基底34表面反射后，依次经过后反射镜6和透镜前组件7后，到达第一分光棱镜8，此时也会变成两束，由于第二滤波片42的作用，故波长为λ2的光束不会进入第二探测模块15，只能经过透镜后组件9，斜成像在第一探测模块10上。此部分成像是用来进行标记搜索与定位。

另外，第二光源11发出波长为λ3(如蓝光)的第二测量光束，进行垂直入射，经过基底34表面反射后，依次经过显微物镜12、第二分光棱镜13和第二透镜组14后，成像在第二探测模块15上。

最终在第二探测模块15上，会同时有两部分成像，一部分是用来进行布线图形的cd测量用的波长为λ3的第二测量光束，一部分是用来进行焦面检测及布线图形剖面轮廓测量的波长为λ1的第一测量光束，如图10所示。

第二滤波片42还可以滤除波长为λ3的光束，防止第二测量光束由于漫反射对第一探测模块10上的成像产生影响。

投影狭缝3中间的狭缝区31，是用来进行焦面检测和剖面轮廓测量，如图5所示，按照离焦量与投影光斑分别在第一探测模块10和第二探测模块15上位置关系其中l为探测器长度，α1为第一测量光束与对称轴的夹角或第二测量光束与光轴的夹角，m1为镜头倍率，h为离焦量，可以测出当前被测区域的离焦量，从而对基底34进行z向调整到最佳焦面位置，然后投影光斑可进行布线图形的剖面轮廓测量，投影光斑按照图6所示进行斜入射，由于被测布线图形的高度与基板34表面高度的不一致，在第二探测模块15上会呈现出如图7所示的轮廓，即探测线条的剖面图。若基底34表面布线图形的剖面轮廓是矩形，则使用显微物镜12的成像可以精确测出其线宽值。若基底34表面布线图形的剖面轮廓是梯形，如图8所示，使用显微物镜12的成像测出的是其靠近基底34表面的线宽cd3，使用剖面轮廓测量，可以将剖面不同高度的cd值测量出来，如顶部的线宽cd1和中间部位的线宽cd2。

标记搜索的照明采用两种波长共同照明，在标记搜索的探测部分，采用sc光路结构，将基底34表面的像斜成像在第一探测模块10上，这样更大范围的增加标记搜索区域，如图9所示，显微物镜12镜头倍率为m2，采用垂直成像的物方视场为w1，采用sc成像的物方视场为w2，则其中，β2表示第二测量光束与对称轴的夹角，α2表示第二测量光束与对称轴的夹角的余角，标记搜索的范围变得更广。

本技术方案采用三种不同波长分别进行不同功能的测量，其中：

波长为λ1(如绿光)的照明，用来进行离焦检测及布线图形剖面轮廓测量；

波长为λ3(如蓝光)的照明，用来进行布线图形cd测量；

波长为λ2(如红光)与波长为λ1(如绿光)的照明，用来进行标记搜索定位及离焦粗测。

典型参数及技术效果预算：

采用tft玻璃基板，尺寸为730mm×920mm，基板全局面型波动小于25um，局部在10um左右。

在标记搜索定位及观测部分，所述第一探测模块10采用1英寸的cmos相机，像方视场为12.8mm×9.6mm，成像镜头倍率采用0.5倍率，入射角度为82，波长采用红光与绿光，按照上述计算公式，物面的搜索范围为50mm×37.6mm，是垂直入射反射成像的物方视场25.6mm×19.2mm的2倍多。

在布线图形cd测量部分，被测布线图形的线宽在1～10um。若第二探测模块15采用1英寸的cmos相机，像元尺寸为5um，显微物镜12镜头倍率采用50x，na为0.55，景深范围为正负1um。第二测量光束及显微物镜12狭缝处滤波片波长都采用波长为465nm蓝光，由以上参数可获得物方视场为0.256mm×0.192mm，cd测量的分辨率可达0.5um，可满足cd线宽测量需求。

在焦面实时检测及布线图形剖面轮廓测量部分，布线图形高度在1um左右。第一探测模块10与上述cd测量部分共用，第一测量光束采用绿光520nm，入射角设计为82度，m1放大倍率设计为5倍，按照垂向高度与第一探测模块10之间的比例关系2m1sinα＝10倍，像元尺寸5um，亚像素设计值为1/20，则设计分辨率为狭缝区31尺寸设计为1mm×0.1mm，经过5倍放大后在探测部分成为5×0.5mm的像，焦面检测量程设计为正负100um，根据离焦量与第一探测模块10的尺寸关系l-w＝2×r×m×sinα，可以得出1英寸cmos相机可满足设计需求。焦面量程大于基底34面型变化，焦面检测部分物方视场大于并且覆盖显微物镜12物方视场。

本发明所述线宽测量系统具有以下特征：

特征一，所述线宽测量系统可以实现cd测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测；标记搜索定位、焦面检测采用了不同单波段斜入射照明，部分单波段用于提供大视场照明，采用倾斜sc探测成像，实现了大视场范围成像，可用于被测对象搜索。采用带有光学滤波和特定图形特征的投影狭缝3，形成单波段的投影，通过倾斜sc探测成像，用于焦面粗测。

特征二，布线图形cd精密测量单元、采用高倍率机器视觉成像系统，实现cd精密测量。

特征三，布线图形剖面轮廓测量单元，使用单波段斜入射式投影，采用倾斜sc探测前组，采用cd测量后组成像，实现焦面精测和布线图形轮廓测量。

特征四，第一测量单元的投影狭缝3，可分区域进行滤光，实现宽波段复合斜入射照明。

特征五，cd测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测采用不同波长光源照明，防止相互间串扰。

特征六，所述线宽测量装置，带有滤波片，使得cd测量引入焦面精测光束，隔离视场成像光束，保证测量功能独立。

实施例四

如图11所示，实施例四与实施例三的区别在于，实施例四设有两组第一测量单元，所述第二测量单元中设有第三分光棱镜17，这样的线宽测量系统可以测量不同方向布线图形的剖面轮廓。

实施例五

如图3或图11所示，一种线宽测量装置，包括z向调整台33、设置在所述z向调整台33上的移动导轨、设置在所述移动导轨上的实施例一或实施例二所述的线宽测量系统以及与所述线宽测量系统相连的运算处理单元35，基底34设置在所述z向调整台33上，所述移动导轨包括x向移动导轨31和y向移动导轨32，所述线宽测量系统通过调整所述移动导轨调整适当的位置对基底34进行线宽测量，进一步的，所述运算处理单元35根据所述第一探测模块10和所述第二探测模块15上的信息，计算出基底34距离最佳焦面的位置，通过调节所述z向调整台33将所述基底34调整到最佳焦面位置处。

实施例六

一种线宽测量方法，包括：

步骤1、焦面检测及轮廓测量，使一投影光斑斜射至基底34，并使一第二探测模块15接收被基底34表面反射后的光斑信息。

步骤2、线宽测量，使一探测光垂直射至所述基底34，并使所述第二探测模块15接收被所述基底34表面反射后的光斑信息，得到线宽信息。

还包括：步骤0、标记搜索，使一平行探测光斜射至所述基底34，并使第一探测模块接收被所述基底34表面反射的光信息，确定标记所在位置。

步骤0优先于步骤1执行。

还包括：步骤12、离焦测量，使一投影光斑斜射至所述基底34，并使第一探测模块10接收被所述基底34表面反射的光信息，确定所述基底34的离焦量。

步骤12可以先于或后于或同时与步骤1执行。

本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。