(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像機の対象物に対する位置を変えずに、撮像機の傾斜状態を検出可能な傾斜検出方法、光軸調整方法、計測装置の光軸調整方法、製造装置の光軸調整方法，露光装置の光軸調整方法、及び、検査装置の光軸調整方法を提供する。【解決手段】基準対象物（あおり調整用基板）に３つ以上の単一波長光を順次照射すると共に、各単一波長光照射下におけるパターンを撮像機により撮像する撮像工程と、撮像工程において撮像された撮像画像に領域を複数設定し、領域のパターンからパターンではない部分までの輝度変化に関する輝度変化情報を領域毎に取得する輝度変化情報取得工程と、撮像機と基準対象物との相対位置に関する位置情報を領域毎に算出する位置情報算出工程と、を含み、複数の領域における位置情報から撮像機の傾斜状態を検出することを特徴とする傾斜検出方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮像する撮像機の前記対象物に対する傾斜状態を検出する傾斜検出方法であって、
面内に複数のパターンが設けられた基準対象物に対して波長の異なる３つ以上の単一波長光を順次照射すると共に、各単一波長光照射下における前記パターンを前記撮像機によりそれぞれ撮像する撮像工程と、
撮像工程において撮像された撮像画像に対して前記パターンの撮像画像が含まれる領域を複数設定し、前記領域の前記パターンから前記パターンではない部分までの輝度変化に関する輝度変化情報を前記領域毎に取得する輝度変化情報取得工程と、
各単一波長光の焦点距離、及び、各単一波長光照射下で撮像された前記撮像画像における前記輝度変化情報から前記撮像機と前記基準対象物との相対位置に関する位置情報を前記領域毎に算出する位置情報算出工程と、
を含み、複数の前記領域における前記位置情報から前記撮像機の傾斜状態を検出することを特徴とする傾斜検出方法。
【請求項２】
前記位置情報は、各単一波長光の焦点距離と、各単一波長光照射下で撮像された前記撮像画像における前記輝度変化情報との関係を２次の近似式で近似したときの極大値から求めることを特徴とする請求項１に記載の傾斜検出方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の傾斜検出方法により検出された前記撮像機の傾斜状態に基づいて、前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする光軸調整方法。
【請求項４】
対象物を計測するための撮像機を備えた計測装置の光軸調整方法であって、
請求項３に記載の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする計測装置の光軸調整方法。
【請求項５】
対象物を撮像するための撮像機を備えた製造装置の光軸調整方法であって、
請求項３に記載の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする製造装置の光軸調整方法。
【請求項６】
対象物を撮像するための撮像機を備えた露光装置の光軸調整方法であって、
請求項３に記載の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする露光装置の光軸調整方法。
【請求項７】
対象物を検査するための撮像機を備えた検査装置の光軸調整方法であって、
請求項３に記載の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする検査装置の光軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の撮像機の傾斜状態を検出する傾斜検出方法、光軸調整方法、計測装置の光軸調整方法、製造装置の光軸調整方法、露光装置の光軸調整方法、及び、検査装置の光軸調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物を撮像する撮像機は、計測装置、製造装置、露光装置、及び、検査装置等の種々の装置に用いられている。例えば、半導体ウエハを検査する検査装置においては、検査対象物である半導体ウエハを撮像機により撮像し、撮像された撮像画像に基づいて当該半導体ウエハの不良等を検査する。このような撮像機は、正確な検査を行うために、検査対象物に焦点を合わせる必要がある。しかしながら、撮像機又は検査対象物を載置するステージが傾斜している場合、すなわち、撮像機に入射する入射光の光軸が検査対象物に対して傾斜している場合、検査対象物の全体（全領域）に正確に焦点を合わせることができない虞がある。これに対して、ステージ（載置部）に対して撮像機を上下方向に移動させて、それぞれの位置でパターン画像を撮像し、パターン画像内の複数の領域において焦点が一致する位置を求めて、ステージ（載置部）の傾斜状態を検出する傾斜検出方法、及び、当該傾斜状態に基づいて、撮像機（撮像部）を傾けて傾斜状態の修正（所謂、あおり調整）を行う方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４３２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示される傾斜検出方法では、ステージ（パターン画像）に対して撮像機を上下方向に移動させるため、傾斜状態の検出に時間を要していた。また、ステージに対して撮像機を相対的に移動させる機構を備えていない装置においては、特許文献１に開示される方法を使用できなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像機の対象物に対する位置を変えずに、撮像機の傾斜状態を検出可能な傾斜検出方法、光軸調整方法、計測装置の光軸調整方法、製造装置の光軸調整方法，露光装置の光軸調整方法、及び、検査装置の光軸調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における傾斜検出方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、対象物を撮像する撮像機の前記対象物に対する傾斜状態を検出する傾斜検出方法であって、
面内に複数のパターンが設けられた基準対象物に対して波長の異なる３つ以上の単一波長光を順次照射すると共に、各単一波長光照射下における前記パターンを前記撮像機によりそれぞれ撮像する撮像工程と、
撮像工程において撮像された撮像画像に対して前記パターンの撮像画像が含まれる領域を複数設定し、前記領域の前記パターンから前記パターンではない部分までの輝度変化に関する輝度変化情報を前記領域毎に取得する輝度変化情報取得工程と、
各単一波長光の焦点距離、及び、各単一波長光照射下で撮像された前記撮像画像における前記輝度変化情報から前記撮像機と前記基準対象物との相対位置に関する位置情報を前記領域毎に算出する位置情報算出工程と、
を含み、複数の前記領域における前記位置情報から前記撮像機の傾斜状態を検出することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基準対象物と撮像機との相対位置を変えずに傾斜状態を検出することが可能になる。このため、たとえ基準対象物と撮像機との相対位置を変える駆動機構を備えていなくとも、撮像機の傾斜状態を知ることができる。また、駆動機構等を駆動して基準対象物と撮像機との相対位置を変える時間が不要なため、傾斜状態の検出時間を短縮できる。
【０００８】
また、上記方法において、前記位置情報は、各単一波長光の焦点距離と、各単一波長光照射下で撮像された前記撮像画像における前記輝度変化情報との関係を２次の近似式で近似したときの極大値から求めることが望ましい。
【０００９】
この方法によれば、位置情報を容易に求めることができる。
【００１０】
また、本発明における光軸調整方法は、上記各方法の何れかの傾斜検出方法により検出された前記撮像機の傾斜状態に基づいて、前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、撮像機が撮像する対象物の全体に焦点を合わせ易くなる。
【００１２】
そして、本発明における計測装置の光軸調整方法は、対象物を計測するための撮像機を備えた計測装置の光軸調整方法であって、
上記の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、対象物に対する計測精度が向上する。
【００１４】
また、本発明における製造装置の光軸調整方法は、対象物を撮像するための撮像機を備えた製造装置の光軸調整方法であって、
上記の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、製造された対象物に対する検査精度、計測精度等が向上する。
【００１６】
さらに、本発明における露光装置の光軸調整方法は、対象物を撮像するための撮像機を備えた露光装置の光軸調整方法であって、
上記の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、露光精度が向上する。
【００１８】
また、本発明における検査装置の光軸調整方法は、対象物を検査するための撮像機を備えた検査装置の光軸調整方法であって、
上記の光軸調整方法により前記撮像機の光軸を調整することを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、対象物に対する検査精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】検査装置の構成を説明する概略図である。
【図２】あおり調整用基板に形成されたドットパターンの一例を示す図である。
【図３】Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の焦点距離を説明する模式図である。
【図４】ドットパターンの撮像画像における領域の設定を説明する図である。
【図５】あおり調整用基板の高さ位置を算出する方法を説明するグラフである。
【図６】傾斜状態を表示する傾斜分布画像の一例を示す図である。
【図７】傾斜検出処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明における検査装置の一例として、カメラ２を備えた検査装置１を例に挙げて説明する。図１は、検査装置１の構成を説明する概略図である。
【００２２】
検査装置１は、ステージ３に載置された対象物をカメラ２等で撮像し、当該撮像画像に基づいて各種の検査を行う装置である。このような装置としては、例えば、液晶パネル等の画像表示装置における画素の欠陥や異物の付着を検査する検査装置、半導体ウエハ等の構造体の形状、欠陥の有無、異物の付着等を検査する検査装置、対象物の詳細形状を検査する顕微鏡等がある。
【００２３】
本実施形態における検査装置１は、対象物を載置するステージ３と、ステージ３に対して対向配置されたカメラ２と、カメラ２に取り付けられ、ステージ３から入射する入射光をカメラ２に導く光学系４と、ステージ３やステージ３に載置された対象物に光を照射する発光機構５と、ステージ３に対するカメラ２の位置を保持する保持機構６と、検査装置１の動作を制御する制御装置７と、を備えている。
【００２４】
ステージ３は、対象物や後述するあおり調整用基板２０が載置される表面が平坦な台である。本実施形態におけるステージ３は、検査装置１に固定されている。なお、ステージを当該ステージの面方向（ｘ方向及びｙ方向）又は高さ方向（ｚ方向）の何れか一方、或いは、その両方に移動可能に構成することもできる。カメラ２は、ステージ３に対して間隔を空けて配置されており、ステージ３上の対象物を撮像する。このカメラ２は、例えば、複数の撮像素子がマトリクス状に配列された撮像面を備えている。これらの撮像素子は、入射光を受光すると、光電変換処理により受光量に応じた電気信号を生成する。そして、カメラ２は、入射する光に応じて各撮像素子から出力される電気信号を撮像画像データとして、制御装置７に出力する。光学系４は、カメラ２の撮像面側に固定された、例えば、レンズ等の光学部品を複数備えた導光部材である。この光学系４（詳しくは光学系４の光学部品）は、光軸がカメラ２の撮像面に対して直交するように配置されている。そして、ステージ３側からの光は、この光学系４を介してカメラ２の各撮像素子に入射する。なお、カメラ２及び光学系４（換言すると、光学系４を備えたカメラ２）が本発明における撮像機に相当する。また、光学系としては、各光学部品を光軸方向に沿って移動させてピントを合わせるピント調整機構を備えた構成を採用することもできる。
【００２５】
発光機構５は、ランプやＬＥＤ等の光源を備えた部材である。発光機構５には光ファイバー等の伝送路８が接続されており、発光機構５からの光はこの伝送路８を介して光学系４に導入される。また、光学系４の光学部品にはハーフミラーが含まれており、伝送路８から光学系４に導入された光はハーフミラーで屈曲されて、カメラ２の光軸に対して同軸上に落射する。すなわち、本実施形態における発光機構５を用いたステージ３の照明は、同軸照明である。そして、光学系４からステージ３に向けて落射した光は、当該ステージ３又はステージ３に載置された対象物で反射されて、光学系４に入射し、カメラ２で撮像される。また、本実施形態における発光機構５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光源を備え、それぞれの光でステージ３を照明可能に構成されている。具体的には、発光機構５は、例えば、波長が約６１０ｎｍ〜７５０ｎｍの間にある光源（Ｒ光源）、波長が約５００ｎｍ〜５６０ｎｍの間にある光源（Ｇ光源）、及び、波長が約４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの間にある光源（Ｂ光源）を備えている。なお、本実施形態における発光機構５は、制御装置７により制御される。すなわち、制御装置７からの制御信号により、Ｒ光源、Ｇ光源、Ｂ光源の何れかの光源が選択され、当該選択された光源によりステージ３が照明される。また、発光機構としては、上記した構成に限られない。例えば、リング状に光源を配置して、ステージ３を照明するリング照明や、光源及びドーム状の反射板を備え、
反射板で反射れた光でステージ３を照明するドーム照明などの構成を発光機構として採用することもできる。要するに、発光機構５は、ステージ３を照明できれば、どのような構成であっても良い。
【００２６】
保持機構６は、カメラ２及び光学系４の傾斜角度を調整可能な角度調整機構１０と、角度調整機構１０を介してカメラ２及び光学系４を保持するアーム１１と、アーム１１を高さ方向（すなわち、ステージ３に対して近接する方向又は離隔する方向）に移動させる駆動機構１２とを備えている。角度調整機構１０は、制御装置７からの制御信号により駆動され、カメラ２及び光学系４の角度（例えば、ｘ軸まわりの角度、及び、ｙ軸まわりの角度）を、信号に応じた分だけ変更させる機構である。また、駆動機構１２は、アーム１１を高さ方向に移動させる駆動源を備えた支持部である。この駆動機構１２により、アーム１１に固定されたカメラ２が、高さ方向に進退可能な状態で保持される。そして、カメラ２のステージ３に対する高さは、制御装置７により監視及び制御され、制御装置７からの制御信号により信号に応じた分だけ高さ方向における位置が変更される。
【００２７】
制御装置７は、カメラ２、駆動機構１２、出力装置１９等との間で信号等を送受信するインターフェース部（図示せず）、キーボードやマウスなどの入力手段を備えた入力操作部１５、ＣＰＵなどの集積回路により構成された演算処理部１６、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどの記憶部（図示せず）等を備えた検査装置１の全体の動作を制御する装置である。この制御装置７により、検査装置１の各部が制御されて、カメラ２及び光学系４のステージ３に対する傾斜状態の検出、カメラ２及び光学系４の角度の調整、又は、対象物の検査処理等が実施される。なお、この制御装置７としては、例えば汎用のパーソナルコンピューター等を用いてもよい。また、出力装置１９は、ディスプレイやプリンターなどの各種処理結果等を出力する装置である。
【００２８】
入力操作部１５は、使用者により操作され、当該操作内容に応じた操作信号を演算処理部１６に出力する。演算処理部１６は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて所定の演算処理を実施する。すなわち、この演算処理部１６は、プログラムに応じて各種の処理を行う処理部として機能する。本実施形態においては、演算処理部１６の機能として、傾斜処理部１７及び検査処理部１８等が含まれている。傾斜処理部１７は、あおり調整用基板２０（後述）が発光機構５により照明された状態で、当該あおり調整用基板２０をカメラ２により撮像し、得られた撮像画像データからカメラ２の傾斜状態を検出する。また、傾斜処理部１７は、カメラ２の傾斜状態に基づいて、カメラ２及び光学系４の光軸を調整する。検査処理部１８は、カメラ２から入力される撮像画像データに基づいて、ステージ３に載置された対象物の検査を実施する。
【００２９】
次に、検査装置１の動作のうち傾斜処理部１７が行う傾斜検出処理（すなわち、傾斜検出方法）について、図面に基づいて説明する。図７は、本実施形態における傾斜検出処理のフローチャートである。まず、駆動機構１２を駆動させてカメラ２（カメラ２及び光学系４）を高さ方向（ｚ方向）に移動させて、ステージ３上のあおり調整用基板２０（本発明における基準対象物に相当）を撮像する位置まで移動させる（ステップＳ１）。ここで、あおり調整用基板２０は、図２に示すように、表面にドットパターン２１（本発明におけるパターンに相当）が複数形成された厚みが略一定の板状部材である。なお、図２は、あおり調整用基板２０に形成されたドットパターン２１の一例を示す図である。また、あおり調整用基板２０は、ステージ３上にほぼ密着状態で載置できるように、底面が平坦に形成されている。このあおり調整用基板２０は、傾斜検出処理において、予めステージ３上に載置されている。あおり調整用基板２０に形成されたドットパターン２１は、あおり調整用基板２０の面内において、横方向（ｘ方向）に等間隔に配置されると共に、縦方向（ｙ方向）に等間隔に配置されている。なお、あおり調整用基板２０に形成されるドットパターン２１としては、円形状のパターンに限られず、矩形状のパターンや多角形状のパターン等も採用することができる。また、ドットパターン２１は、必ずしも等間隔に配置される必要は無い。さらに、ステージ自体、すなわち、ステージの表面（換言すると、載置面）にドットパターンが形成された構成を採用することもできる。この場合、あおり調整用基板２０が不要となり、ステージにあおり調整用基板２０を載置する手間を省くことができる。
【００３０】
また、カメラ２があおり調整用基板２０を撮像する位置とは、あおり調整用基板２０の少なくとも一部（例えば、あおり調整用基板２０の中央部）に焦点が合う位置である。なお、本実施形態においては、発光機構５が波長の異なる３つの光（すなわち、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）でステージ３を照明可能であるため、これらの光のうち中間の波長を有する光を用いて焦点を合わせている。すなわち、３つの光のうち最も波長が長い光（Ｒ）の波長と最も波長が短い光（Ｂ）の波長との間にある波長の光（Ｂ）を用いて、焦点を合わせている。ここで、図３は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれの焦点距離を説明する模式図である。図３に示すように、照明に用いられる光の波長が異なると、カメラ２（光学系４を含む）の焦点が合う位置も変わることが知られている。具体的には、波長が長くなるほど、カメラ２の焦点が合う位置がカメラ２から遠くなり、波長が短くなるほど、カメラ２の焦点が合う位置がカメラ２に近くなる。このため、３つの光のうち最も波長が長いＲ光の場合、比較的カメラ２から離れた位置（カメラ２の位置を基準とした高さＨ１）で焦点が合い、３つの光のうち最も波長が短いＢ光の場合、比較的カメラ２に近い位置（カメラ２の位置を基準とした高さＨ３）で焦点が合う。また、Ｒ光とＢ光との間の波長となるＧ光の場合、高さＨ１と高さＨ３との間の高さＨ２で焦点が合う。本実施形態においては、あおり調整用基板２０の中央部の高さがＨ２に合うように設定されている。
【００３１】
カメラ２があおり調整用基板２０を撮像する位置まで移動されたならば、撮像工程において、カメラ２の位置を固定したまま、あおり調整用基板２０の全面に対してＲ光、Ｇ光、Ｂ光を順次照射すると共に、各光照射下におけるドットパターン２１をカメラ２によりそれぞれ撮像する（ステップＳ２）。より具体的には、例えば、あおり調整用基板２０にＲ光を照射した状態で、カメラ２によりドットパターン２１を撮像して、Ｒ光照射下における撮像画像（撮像画像データ）を取得し、次に、あおり調整用基板２０にＧ光を照射した状態で、カメラ２によりドットパターン２１を撮像して、Ｇ光照射下における撮像画像（撮像画像データ）を取得し、最後に、あおり調整用基板２０にＢ光を照射した状態で、カメラ２によりドットパターン２１を撮像して、Ｂ光照射下における撮像画像（撮像画像データ）を取得する。そして、各撮像データは、制御装置７に送られ、各照明光の焦点距離（Ｈ１〜Ｈ３）と関連付けて記憶される。
【００３２】
次に、輝度変化情報取得工程において、各撮像画像から各ドットパターン２１の画像におけるエッジの輝度変化量を算出する（ステップＳ３）。具体的には、まず、取得された撮像画像に対してドットパターン２１の画像が含まれる領域２３を複数設定する。ここで、図４は、撮像画像における領域２３の設定を説明する、撮像画像の一部を表した図である。本実施形態においては、図４に示すように、１つの領域２３内に１つのドットパターン２１の画像（以下、ドットパターン２１′という）が含まれるように、撮像画像を複数の矩形状の領域２３に均等分割する。次に、各領域２３において、ドットパターン２１′のエッジ（すなわち、境界）における輝度変化量（本発明における輝度変化情報の一種）を取得する。換言すると、領域２３内におけるドットパターン２１′からドットパターン２１′ではない部分までの輝度変化量を取得する。具体的には、領域２３内において、所定検査方向に対して微分処理等の画像処理を行い、隣接する画素の輝度変化量（輝度差の絶対値）を取得する。ドットパターン２１（すなわち、あおり調整用基板２０の表面）に焦点が合うほど、ドットパターン２１′のエッジにおける輝度の変化が急峻になるため、輝度変化量が大きくなる。一方、ドットパターン２１から焦点がずれるほど、ドットパターン２１のエッジにおける輝度の変化が緩やかになるため、輝度変化量が小さくなる。そして、このような輝度変化量は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれで撮像した各撮像画像における全ての領域２３において求められる。なお、輝度変化情報としては、ドットパターン２１に対して焦点が合っているか否かが定量的に分かるものであれば、どのようなものであっても良い。例えば、所定方向に沿って算出対象画素に隣接する一対の画素の輝度値を検出し、これらの輝度値の差の絶対値（すなわち輝度変化量）を領域内に含まれる複数の画素で算出し、これら複数の輝度変化量を積算した値を輝度変化情報としてもよい。
【００３３】
次に、位置情報算出工程において、各ドットパターン２１のエッジの輝度変化量のピーク値に対応する仮想的な焦点距離（本発明における位置情報に相当）を算出する（ステップＳ４）。具体的には、３色の光（すなわち、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）の各焦点距離、及び、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれの光を照射した状態で撮像した各撮像画像における同一領域２３内のドットパターン２１′のエッジの輝度変化量から仮想的な焦点距離Ｈ′（図５参照）を算出する。ここで、図５は、あおり調整用基板２０の高さ位置を算出する方法を説明するグラフである。図５における横軸は、カメラ２の位置を基準とした焦点距離（高さ）であり、縦軸は、ドットパターン２１のエッジにおける輝度変化量である。例えば、図５に示すように、焦点距離が高さＨ１であるＲ光で撮像した撮像画像におけるドットパターン２１のエッジの輝度変化量、焦点距離が高さＨ２であるＧ光で撮像した撮像画像におけるドットパターン２１のエッジの輝度変化量、及び、焦点距離が高さＨ３であるＢ光で撮像した撮像画像におけるドットパターン２１のエッジの輝度変化量から、２次の近似式を求め、この近似式から最大値に対応する高さＨ′を求める。
【００３４】
ここで、この近似式は、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離を変化させずに、カメラ２の焦点距離を移動させた場合のドットパターン２１′のエッジの輝度変化量を示すものであり、その最大値（極大値）は、カメラ２の焦点距離と、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離とが一致した場所を意味する。すなわち、この近似式の輝度変化量の最大値に対応する高さＨ′が、輝度変化量を算出した領域２３に対応するあおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置Ｈ′、換言すると、カメラ２のあおり調整用基板２０に対する高さ位置Ｈ′となる。そして、このあおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置Ｈ′は、設定された領域２３毎に算出され、位置情報として記憶部に記憶される。なお、本実施形態では、２次の近似式を用いて、あおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置（すなわち、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離）を算出したが、これには限られない。例えば、さらに高次の近似式を用いて、あおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置を算出してもよい。また、位置情報としては、カメラ２とあおり調整用基板２０との間の絶対的な距離であっても良いし、ある基準高さ（例えば、高さＨ２）からの差分であっても良い。要するに、位置情報としては、カメラ２に対するあおり調整用基板２０の位置が分かればどのような情報であってもよい。
【００３５】
各領域２３におけるあおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置Ｈ′を算出したならば、傾斜分布画像を生成する（ステップＳ５）。すなわち、各領域２３におけるカメラ２に対する高さ位置Ｈ′（位置情報）を分布表示する。図６は、傾斜分布画像の一例を示す図である。図６では、各領域２３における位置情報（本実施形態では、所定の基準位置（例えば、高さＨ２）からの差分）をハッチングの違い（濃さ）で表している。具体的には、ハッチングが濃くなるほど、あおり調整用基板２０の基準位置からの高さが高い（すなわち、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離が近接している）ことを示しており、ハッチングが淡くなるほど、あおり調整用基板２０の基準位置からの高さが低い（すなわち、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離が離間している）場合を示している。また、本実施形態では、高さ位置を４つの段階に区切って表している。図６に示す例では、あおり調整用基板２０の左側よりも右側の方が、あおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置が低くなっている、すなわち、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離が離間していることが分かる。換言すると、あおり調整用基板２０に対する左側において、カメラ２とあおり調整用基板２０との距離が近接する方向に、カメラ２が傾斜していることが分かる。このようにして、あおり調整用基板２０に対するカメラ２の傾斜状態を検出することができる。なお、このような傾斜分布画像は、出力装置１９（例えば、ディスプレイ）に表示させることもできる。また、本実施形態では、高さ位置に関して４段階表示としたが、これには限られず、更に細かく段階を分けて傾斜分布を表すこともできる。さらに、本実施形態では、傾斜分布画像を生成したが、これには限られず、例えば各領域２３におけるあおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置を具体的な数値として表示させる画像を生成してもよい。
【００３６】
上記のような傾斜検出処理により、カメラ２の傾斜状態が検出されたならば、傾斜修正処理を行う。すなわち、傾斜処理部１７は、検出された傾斜状態に基づいて、カメラ２の傾斜状態を修正する。具体的には、傾斜処理部１７は、傾斜検出処理により検出される検出結果に基づいて、カメラ２及び光学系４の傾斜（角度）を修正する傾斜修正信号を生成し、角度調整機構１０に出力する。角度調整機構１０は、この傾斜修正信号に応じてカメラ２及び光学系４の角度を変更する。例えば、各領域２３におけるカメラ２とあおり調整用基板２０との距離（高さ位置Ｈ′）がほぼ同じ値になるように、カメラ２及び光学系４の角度を変更する。このようにして、カメラ２及び光学系４の光軸が調整される。すなわち、あおり調整用基板２０の全領域に対して、焦点を合わせることが可能になる。その結果、カメラ２の撮像範囲に対応するステージ３の全領域に対して、焦点が合い易くなり、ひいてはステージ３に載置される対象物の全体に焦点が合い易くなる。なお、傾斜修正処理を行った後、再度傾斜検出処理を行って、カメラ２の傾斜状態を確認することもできる。また、再度の傾斜状態の後に、再度、傾斜修正処理を行うこともできる。さらに、傾斜処理部１７としては、入力操作部１５からの操作信号に基づいて、傾斜修正信号を生成し、角度調整機構１０に出力する構成等を採用することもできる。
【００３７】
そして、検査装置１（検査処理部１８）は、カメラ２及び光学系４の光軸が調整された状態で、カメラ２から入力される撮像画像に基づいて、ステージ３に載置された対象物（検査対象物）の検査を実施する。例えば、対象物における欠陥の有無や、対象物の表面に付着した異物の有無等を検査する。この際、対象物の全体に焦点が合い易くなるため、対象物に対する検査精度が向上する。
【００３８】
このように３色の光で撮像した撮像画像に基づいて傾斜の検出を行ったので、傾斜検出処理の時間短縮が可能となる。すなわち、カメラ２があおり調整用基板２０を撮像する位置まで移動された後において、あおり調整用基板２０とカメラ２との相対位置を変えずに、発光機構５における光の切り替えだけでカメラ２の傾斜状態を検出することが可能になる。その結果、駆動機構１２を駆動してあおり調整用基板２０とカメラ２との相対位置を変える時間が不要になる。従って、カメラ２の傾斜状態の検出時間を短縮できる。また、たとえ駆動機構１２等のようなあおり調整用基板２０とカメラ２の相対位置を変える機構を備えていなくとも、すなわち、あおり調整用基板２０とカメラ２との相対位置が固定されている場合でも、カメラ２の傾斜状態を知ることができる。さらに、本実施形態では、２次の近似式を用いてあおり調整用基板２０のカメラ２に対する高さ位置Ｈ′を算出したので、複雑な計算式を用いることなく、高さ位置Ｈ′を容易に求めることができる。これにより、カメラ２の傾斜状態の検出時間を一層短縮できる。
【００３９】
ところで、上記した実施形態においては、１つの領域２３内に１つのドットパターン２１′が含まれるように、撮像画像を複数の領域２３に均等分割したが、これには限られない。例えば、１つの領域内に複数のドットパターンが含まれるように、撮像画像を分割することもできる。また、各領域の面積がそれぞれ異なるように分割することもできる。例えば、撮像画像の中央部分において領域の面積が相対的に大きくなるように設定し、外周部に向かって次第に領域の面積が小さくするように設定することもできる。さらに、上記した実施形態においては、３色の光を用いて、あおり調整用基板の高さ位置Ｈ′（位置情報）を求めたが、これには限られない。複数の波長の異なる光、例えば、４色の光を用いて、図５に示すような焦点距離とドットパターンのエッジにおける輝度変化量との関係をプロットし、あおり調整用基板の高さ位置（位置情報）を求めることができる。また、使用される光は、可視光領域の光に限られず、例えば、紫外領域や赤外領域の光を使用することもできる。すなわち、カメラ２で受光できれば、どのような波長の光であっても良い。要するに、傾斜検出処理においては、焦点距離の異なる３つ以上の単一波長光を用いることができる。なお、単一波長光とは、焦点距離を一つに定めることができる光であり、完全に単一の波長からなる光に限られるものではない。例えば、波長に多少の幅（ばらつき）がある光や、主となる波長域の他にこれとは異なる波長域が多少含まれる光であっても良い。
【００４０】
また、以上においては、検査装置１を例に挙げて説明したが、本発明は、カメラ等を備えた他の装置にも適用することができる。例えば、対象物を計測するためのカメラ等を備えた計測装置、対象物を撮像するためのカメラ等を備えた製造装置、対象物を撮像するためのカメラ等を備えた露光装置等にも本発明を適用することができる。そして、本発明を適用することにより、計測装置においては、カメラによる対象物に対する計測精度が向上し、製造装置においては、カメラによる製造された対象物に対する検査精度、計測精度等が向上する。また、露光装置においては、カメラを用いてマスク又は露光対象物の位置合わせをする際に、アライメントマーク等に焦点が合い易くなり、位置合わせ精度が向上する。その結果、露光装置の露光精度が向上する。
【符号の説明】
【００４１】
１…検査装置，２…カメラ，３…ステージ，４…光学系，５…発光機構，６…保持機構，７…制御装置，８…伝送路，１０…角度調整機構，１１…アーム，１２…駆動機構，１５…入力操作部，１６…演算処理部，１７…傾斜処理部，１８…検査処理部，１９…出力装置，２０…あおり調整用基板，２１…ドットパターン，２３…領域
【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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