JP2001249013A - 立体形状検出装置及びパターン検査装置、並びにそれらの方法 - Google Patents
立体形状検出装置及びパターン検査装置、並びにそれらの方法Info
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- JP2001249013A JP2001249013A JP2000062155A JP2000062155A JP2001249013A JP 2001249013 A JP2001249013 A JP 2001249013A JP 2000062155 A JP2000062155 A JP 2000062155A JP 2000062155 A JP2000062155 A JP 2000062155A JP 2001249013 A JP2001249013 A JP 2001249013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子回路基板の配線パターンなどの立体形状
を、死角がなく、高速かつ高精度に検出できるようにす
る。 【解決手段】 検査対象物11の複数の照射ビームによ
る反射ビーム群を反射ビーム群L1,L2,L3,L4に等分
割する。反射ビーム群L1の複数の反射ビームは結像レ
ンズ22で集光されてピンホールアレイ26の夫々のピ
ンホールを介しラインセンサ30の別々のセルで受光さ
れ、同様に、反射ビーム群L2,L3,L4でも、夫々の
複数の反射ビームが結像レンズ23〜25で集光されて
ピンホールアレイ27〜29の夫々のピンホールを介し
てラインセンサ31〜33の別々のセルで受光される。
ピンホールアレイ26〜29は検出対象物11と共役な
位置を異にし、ラインセンサ31〜33の同一照射ビー
ムに対する反射ビームを受光するセルの検出出力から、
検査対象物11でのビーム照射点での高さを検出する。
を、死角がなく、高速かつ高精度に検出できるようにす
る。 【解決手段】 検査対象物11の複数の照射ビームによ
る反射ビーム群を反射ビーム群L1,L2,L3,L4に等分
割する。反射ビーム群L1の複数の反射ビームは結像レ
ンズ22で集光されてピンホールアレイ26の夫々のピ
ンホールを介しラインセンサ30の別々のセルで受光さ
れ、同様に、反射ビーム群L2,L3,L4でも、夫々の
複数の反射ビームが結像レンズ23〜25で集光されて
ピンホールアレイ27〜29の夫々のピンホールを介し
てラインセンサ31〜33の別々のセルで受光される。
ピンホールアレイ26〜29は検出対象物11と共役な
位置を異にし、ラインセンサ31〜33の同一照射ビー
ムに対する反射ビームを受光するセルの検出出力から、
検査対象物11でのビーム照射点での高さを検出する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業製品の外観検
査などでの立体形状を高速に検査する装置及び方法に係
り、特に、電子回路基板の配線パターン、例えば、プリ
ント配線板やセラミックグリーンシートに印刷された配
線パターン、さらには、電子回路基板のはんだ付部など
を検査する装置及び方法に関する。
査などでの立体形状を高速に検査する装置及び方法に係
り、特に、電子回路基板の配線パターン、例えば、プリ
ント配線板やセラミックグリーンシートに印刷された配
線パターン、さらには、電子回路基板のはんだ付部など
を検査する装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セラミック基板に用いるグリーン
シートに形成された金属微粒子の配線パターンの厚み欠
陥を検査する技術として、特開平3−279805号公
報や特開平4−290909号公報,特開平5−661
18号公報に開示されている方法がある。これらの方法
においては、光ビーム(レーザ光)を配線パターンに照
射し、その反射光を検出するに当たり、光ビームの照射
方向と反射光の検出方向とのいずれか一方、あるいは両
方を基板に対して斜めに傾けることでパターンの立体形
状を検出している。このような光切断法の1種と考えら
れる検出方式でパターンの厚み情報を得、厚み欠陥を検
出している。
シートに形成された金属微粒子の配線パターンの厚み欠
陥を検査する技術として、特開平3−279805号公
報や特開平4−290909号公報,特開平5−661
18号公報に開示されている方法がある。これらの方法
においては、光ビーム(レーザ光)を配線パターンに照
射し、その反射光を検出するに当たり、光ビームの照射
方向と反射光の検出方向とのいずれか一方、あるいは両
方を基板に対して斜めに傾けることでパターンの立体形
状を検出している。このような光切断法の1種と考えら
れる検出方式でパターンの厚み情報を得、厚み欠陥を検
出している。
【0003】また、立体形状を検出する技術として、特
開平3−63507号公報や特開平6−201337号
公報に開示されている方法がある。これらの方法は、焦
点位置の異なる複数の画像を検出し、検出した画像群か
ら立体形状を算出するものである。
開平3−63507号公報や特開平6−201337号
公報に開示されている方法がある。これらの方法は、焦
点位置の異なる複数の画像を検出し、検出した画像群か
ら立体形状を算出するものである。
【0004】さらに、立体形状を検出する他の技術とし
て共焦点法並びにその変形と考えられる方法が、特開平
5−240607号公報や特開平5−332733号公
報,特開平4−265918号公報,特開平9−126
739号公報,特開平9−257440号公報に開示さ
れている。これらは、光ビーム(レーザ光)を照射して
その反射光を焦点位置の異なる複数の位置で検出し、そ
れらの信号強度から立体形状を算出する方法である。
て共焦点法並びにその変形と考えられる方法が、特開平
5−240607号公報や特開平5−332733号公
報,特開平4−265918号公報,特開平9−126
739号公報,特開平9−257440号公報に開示さ
れている。これらは、光ビーム(レーザ光)を照射して
その反射光を焦点位置の異なる複数の位置で検出し、そ
れらの信号強度から立体形状を算出する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の特開
平3−279805号公報や特開平4−290909号
公報,特開平5−66118号公報に開示されている立
体形状検出方式では、光ビームで検査対象基板上を走査
する必要があるため、検出速度の高速化が困難である。
また、光ビームをポリゴンミラーなどで走査すると、例
えば、ラインセンサを用いた検出方法に比べて速度的に
不利である。また、光軸を斜めに傾ける必要があるた
め、形状を検出できない死角が発生するという問題があ
る。
平3−279805号公報や特開平4−290909号
公報,特開平5−66118号公報に開示されている立
体形状検出方式では、光ビームで検査対象基板上を走査
する必要があるため、検出速度の高速化が困難である。
また、光ビームをポリゴンミラーなどで走査すると、例
えば、ラインセンサを用いた検出方法に比べて速度的に
不利である。また、光軸を斜めに傾ける必要があるた
め、形状を検出できない死角が発生するという問題があ
る。
【0006】また、上記の特開平3−63507号公報
や特開平6−201337号公報に開示されている立体
形状検出方式は、焦点位置の異なる複数の画像を検出す
るための手段が必要がある。この特開平3−63507
号公報に開示の方法では、検査対象基板をZステージに
載置し、このZステージを上下させながら画像を検出す
るため、検出時間が長くかかる。上記特開平6−201
337号公報に開示の方法では、さらに、光学系を上下
させる方法も記載されているが、やはり、検出時間が長
くなるという問題がある。
や特開平6−201337号公報に開示されている立体
形状検出方式は、焦点位置の異なる複数の画像を検出す
るための手段が必要がある。この特開平3−63507
号公報に開示の方法では、検査対象基板をZステージに
載置し、このZステージを上下させながら画像を検出す
るため、検出時間が長くかかる。上記特開平6−201
337号公報に開示の方法では、さらに、光学系を上下
させる方法も記載されているが、やはり、検出時間が長
くなるという問題がある。
【0007】さらに、上記特開平5−240607号公
報に開示されている立体形状検出方式では、光ビームで
検査対象基板上を走査する必要があるため、やはり、検
出速度の高速化が困難である。
報に開示されている立体形状検出方式では、光ビームで
検査対象基板上を走査する必要があるため、やはり、検
出速度の高速化が困難である。
【0008】さらにまた、上記特開平5−332733
号公報に開示されている立体形状検出方式では、シート
状のビームで検出対象物に照射し、その反射光をライン
センサで検出することにより、検出速度の高速化を図っ
ているものの、検査対象物での異なる照射点からの反射
光束が互いに重なってラインセンサで検出されることに
なるため、検出精度が劣るという問題がある。
号公報に開示されている立体形状検出方式では、シート
状のビームで検出対象物に照射し、その反射光をライン
センサで検出することにより、検出速度の高速化を図っ
ているものの、検査対象物での異なる照射点からの反射
光束が互いに重なってラインセンサで検出されることに
なるため、検出精度が劣るという問題がある。
【0009】さらにまた、上記特開平4−265918
号公報や特開平9−126739号公報,特開平9−2
57440号公報に開示されている立体形状検出方式で
は、2次元格子状に配列した複数のビームスポットを検
出対象物上に照射し、各ビームスポットにおける高さを
同時に検出するので、1点照明・1点検出型の共焦点方
式と比較して大幅に検出速度を高速化できる。しかし、
これらの方法は、2次元CCDセンサにより検出対象物
を撮像するため、その検出対象領域が1回の撮像で検出
できる程度に小さい場合には好都合であるが、検出対象
領域が大きく、1回の撮像で検出できない場合には、検
出対象物もしくは検出光学系を平面的に移動させて繰り
返し撮像する必要があり、ラインセンサやTDI(時間
遅延・積分型:Time Delay Integrated)センサを用い
た検出に対して、速度的に不利である。
号公報や特開平9−126739号公報,特開平9−2
57440号公報に開示されている立体形状検出方式で
は、2次元格子状に配列した複数のビームスポットを検
出対象物上に照射し、各ビームスポットにおける高さを
同時に検出するので、1点照明・1点検出型の共焦点方
式と比較して大幅に検出速度を高速化できる。しかし、
これらの方法は、2次元CCDセンサにより検出対象物
を撮像するため、その検出対象領域が1回の撮像で検出
できる程度に小さい場合には好都合であるが、検出対象
領域が大きく、1回の撮像で検出できない場合には、検
出対象物もしくは検出光学系を平面的に移動させて繰り
返し撮像する必要があり、ラインセンサやTDI(時間
遅延・積分型:Time Delay Integrated)センサを用い
た検出に対して、速度的に不利である。
【0010】本発明の目的は、かかる問題を解消し、電
子回路基板の配線パターンなどの検査に際し、検出死角
をなくし、検出速度や検出精度を高めることができるよ
うにした立体形状検出装置及びパターン検査装置、並び
にそれらの方法を提供することにある。
子回路基板の配線パターンなどの検査に際し、検出死角
をなくし、検出速度や検出精度を高めることができるよ
うにした立体形状検出装置及びパターン検査装置、並び
にそれらの方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明による立体形状検出装置並びにその方法
は、n個(但し、nは2以上の整数)の点状スポットの
収束ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該
検出対象物からのn個の反射ビームを反射ビーム群とし
て、該反射ビーム群をm個(但し、mは2以上の整数)
の反射ビーム群に等分割し、分割された反射ビーム群を
夫々毎に、検出ビーム群として、別々の結像レンズで結
像させ、これら結像レンズ毎にn個のセルを備えたライ
ンセンサを設けて、該結像レンズで結像される検出ビー
ム群の夫々の検出ビームを該ラインセンサの別々のセル
で受光させ、これらm個のラインセンサは、共役となる
検出対象物の位置を互いに異にするものであって、これ
らm個のラインセンサでの同一反射ビームから分割され
た検出ビームを受光するセルの検出出力をまとめて処理
し、検出対象物での収束ビームの照射点の高さを算出す
る構成とするものである。
には、本発明による立体形状検出装置並びにその方法
は、n個(但し、nは2以上の整数)の点状スポットの
収束ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該
検出対象物からのn個の反射ビームを反射ビーム群とし
て、該反射ビーム群をm個(但し、mは2以上の整数)
の反射ビーム群に等分割し、分割された反射ビーム群を
夫々毎に、検出ビーム群として、別々の結像レンズで結
像させ、これら結像レンズ毎にn個のセルを備えたライ
ンセンサを設けて、該結像レンズで結像される検出ビー
ム群の夫々の検出ビームを該ラインセンサの別々のセル
で受光させ、これらm個のラインセンサは、共役となる
検出対象物の位置を互いに異にするものであって、これ
らm個のラインセンサでの同一反射ビームから分割され
た検出ビームを受光するセルの検出出力をまとめて処理
し、検出対象物での収束ビームの照射点の高さを算出す
る構成とするものである。
【0012】かかる構成により、検出対象物のn個の収
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できることになる。
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できることになる。
【0013】また、本発明による立体形状検出装置並び
にその方法は、平行に配列されたn個(但し、nは2以
上の整数)のスポット形状をシート状とする収束シート
状ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該検
出対象物のn個の検出点からの反射シート状ビームを反
射シート状ビーム群として、該反射シート状ビームの長
手方向に開口数が小さく、かつ該反射シート状ビームの
幅方向に開口数が大きい開口を通過させ、該開口を通過
した該反射シート状ビーム群をm個(但し、mは2以上
の整数)に等分割して、夫々がn個の検出シート状ビー
ムからなるm個の反射シート状ビーム群を形成し、m個
の該検出シート状ビーム群を夫々別々の結像レンズで結
像させ、これら検出シート状ビーム毎にTDIセンサで
受光し、該TDIセンサは夫々、該当する検出シート状
ビーム群の検出シート状ビームを別々に受光するn個の
受光部を有して、共役する該検出対象物の位置を互いに
異にし、該受光部は、k個(但し、kは2以上の整数)
のセルを有して、検出シート状ビームが入射され、該セ
ル間で順次受光情報が転送されることにより、該検出対
象物の同一検出点からの反射光量が積算されるものであ
って、m個の該TDIセンサでの、該検出対象物からの
同じ該反射シート状ビームから分割された夫々の検出シ
ート状ビームを受光する該受光部の受光量を処理するこ
とにより、該検出対象物での該収束シート状ビームの照
射点の高さを算出する構成とするものである。
にその方法は、平行に配列されたn個(但し、nは2以
上の整数)のスポット形状をシート状とする収束シート
状ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該検
出対象物のn個の検出点からの反射シート状ビームを反
射シート状ビーム群として、該反射シート状ビームの長
手方向に開口数が小さく、かつ該反射シート状ビームの
幅方向に開口数が大きい開口を通過させ、該開口を通過
した該反射シート状ビーム群をm個(但し、mは2以上
の整数)に等分割して、夫々がn個の検出シート状ビー
ムからなるm個の反射シート状ビーム群を形成し、m個
の該検出シート状ビーム群を夫々別々の結像レンズで結
像させ、これら検出シート状ビーム毎にTDIセンサで
受光し、該TDIセンサは夫々、該当する検出シート状
ビーム群の検出シート状ビームを別々に受光するn個の
受光部を有して、共役する該検出対象物の位置を互いに
異にし、該受光部は、k個(但し、kは2以上の整数)
のセルを有して、検出シート状ビームが入射され、該セ
ル間で順次受光情報が転送されることにより、該検出対
象物の同一検出点からの反射光量が積算されるものであ
って、m個の該TDIセンサでの、該検出対象物からの
同じ該反射シート状ビームから分割された夫々の検出シ
ート状ビームを受光する該受光部の受光量を処理するこ
とにより、該検出対象物での該収束シート状ビームの照
射点の高さを算出する構成とするものである。
【0014】かかる構成により、検出対象物のn個の収
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できるとともに、TDIセンサを用いて検出対象物の
同一検出点の受光量を積算するものであるから、検出感
度が向上し、また、照明系の集光効率の低下を補うこと
になる。
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できるとともに、TDIセンサを用いて検出対象物の
同一検出点の受光量を積算するものであるから、検出感
度が向上し、また、照明系の集光効率の低下を補うこと
になる。
【0015】さらに、本発明によるパターン検査装置と
並びにその方法は、かかる立体形状検出装置並びにその
方法を用い、パターンの立体形状を検出してその欠陥な
どを検出するものである。かかるパターンとしては、例
えば、プリント配線板やセラミックグリーンシートに印
刷された配線パターンといった電子回路基板の配線パタ
ーン、さらには、電子回路基板のはんだ付部などのパタ
ーンであって、これらの欠陥を検出することができる。
並びにその方法は、かかる立体形状検出装置並びにその
方法を用い、パターンの立体形状を検出してその欠陥な
どを検出するものである。かかるパターンとしては、例
えば、プリント配線板やセラミックグリーンシートに印
刷された配線パターンといった電子回路基板の配線パタ
ーン、さらには、電子回路基板のはんだ付部などのパタ
ーンであって、これらの欠陥を検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。
より説明する。
【0017】図1は本発明による立体形状検査装置及び
パターン検査装置並びにそれらの方法の第1の実施形態
を示す構成図であって、1はレーザ光源、2はビームエ
キスパンダ、3はシリンドリカルレンズ、4はマイクロ
レンズアレイ、5はピンホールアレイ、6はコリメート
レンズ、7は偏光ビームスプリッタ、8は絞り、9は1
/4波長板、10は対物レンズ、11は検出対象物、1
2はXYステージ、13はワークホルダ、14,15は
中継レンズ、16〜18はビームスプリッタ、19〜2
1はミラー、22〜25は結像レンズ、26〜29はピ
ンホールアレイ、30〜33はラインセンサ、34〜3
7はアンプ、38〜41はA/D変換器、42〜45は
シェーデイング補正回路、46〜49は画像メモリ、5
0は高さ算出器、51は制御用コンピュータ、52はス
テージコントロール基板、53はドライバ、54はカメ
ラコントロール基板である。
パターン検査装置並びにそれらの方法の第1の実施形態
を示す構成図であって、1はレーザ光源、2はビームエ
キスパンダ、3はシリンドリカルレンズ、4はマイクロ
レンズアレイ、5はピンホールアレイ、6はコリメート
レンズ、7は偏光ビームスプリッタ、8は絞り、9は1
/4波長板、10は対物レンズ、11は検出対象物、1
2はXYステージ、13はワークホルダ、14,15は
中継レンズ、16〜18はビームスプリッタ、19〜2
1はミラー、22〜25は結像レンズ、26〜29はピ
ンホールアレイ、30〜33はラインセンサ、34〜3
7はアンプ、38〜41はA/D変換器、42〜45は
シェーデイング補正回路、46〜49は画像メモリ、5
0は高さ算出器、51は制御用コンピュータ、52はス
テージコントロール基板、53はドライバ、54はカメ
ラコントロール基板である。
【0018】従来知られている共焦点方式においては、
物体(検出対象物)上のある一点に点状スポットのビー
ムを照射し、そのビーム照射点からの反射光を位置が異
なる複数の点型のセンサで検出することにより、このビ
ーム照射点の高さを検出するものであるが、この第1の
実施形態は、物体上に複数の点状スポットのビームを同
時に照射し、これらビーム照射点からの反射光を位置が
異なる複数のラインセンサで並列に検出することによ
り、これら複数のビーム照射点の高さを同時に検出する
ものである。
物体(検出対象物)上のある一点に点状スポットのビー
ムを照射し、そのビーム照射点からの反射光を位置が異
なる複数の点型のセンサで検出することにより、このビ
ーム照射点の高さを検出するものであるが、この第1の
実施形態は、物体上に複数の点状スポットのビームを同
時に照射し、これらビーム照射点からの反射光を位置が
異なる複数のラインセンサで並列に検出することによ
り、これら複数のビーム照射点の高さを同時に検出する
ものである。
【0019】この第1の実施形態では、一具体例とし
て、4個の点状スポットのビームを検出対象物11に照
射するようにし、それらの反射光を位置が異なる4個の
ラインセンサ30〜33で検出する4チャンネル構成の
検出系を用いており(但し、本発明は、検出系として
は、4チャンネル構成に限るものではなく、任意の複数
チャンネル構成とすることができるものである。)、そ
のうちのラインセンサ30を含む1チャンネルの検出系
を、検出対象物11の照明系とともに、図2に示してい
る。なお、図2では、図1に対応する部分には同一符号
をつけており、また、ビームスプリッタ16,18とミ
ラー20とは省略している。
て、4個の点状スポットのビームを検出対象物11に照
射するようにし、それらの反射光を位置が異なる4個の
ラインセンサ30〜33で検出する4チャンネル構成の
検出系を用いており(但し、本発明は、検出系として
は、4チャンネル構成に限るものではなく、任意の複数
チャンネル構成とすることができるものである。)、そ
のうちのラインセンサ30を含む1チャンネルの検出系
を、検出対象物11の照明系とともに、図2に示してい
る。なお、図2では、図1に対応する部分には同一符号
をつけており、また、ビームスプリッタ16,18とミ
ラー20とは省略している。
【0020】まず、図1での照明系について説明する。
【0021】照明系は、互いに離散して1直線上に配列
された点状スポットのビームを形成し、これらを検出対
象物11上に照射するものである。
された点状スポットのビームを形成し、これらを検出対
象物11上に照射するものである。
【0022】レーザ光源1から射出されたレーザ光は、
スポット径がビームエキスパンダ2で拡大された後、シ
リンドリカルレンズ3でスポットがシート状になるよう
に集光される。このシリンドリカルレンズ3の集光位置
近傍にマイクロレンズアレイ4が配置されており、この
マイクロレンズアレイ4により、シリンドリカルレンズ
3からのシート状スポットのビームがn個(但し、nは
2以上の整数)の収束ビームに分割される。マイクロレ
ンズアレイ4はn個のマイクロレンズがこのビームのシ
ート状スポットの長手方向に配列されてなり、各マイク
ロレンズから1つずつ収束ビームが出射される。これら
マイクロレンズの集光点毎にピンホールを持つピンホー
ルアレイ5が配置されており、各マイクロレンズからの
収束ビームが夫々のピンホールを通過する。ピンホール
を通過したn個の収束ビームは夫々、コリメートレンズ
6で平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタ7で折
り返されて絞り8と1/4波長板9とを通り、対物レン
ズ10によって検出対象物11上に集光照射される。こ
れにより、検出対象物11上には、n個のビームスポッ
トが直線上に配列されて照射されることになる。
スポット径がビームエキスパンダ2で拡大された後、シ
リンドリカルレンズ3でスポットがシート状になるよう
に集光される。このシリンドリカルレンズ3の集光位置
近傍にマイクロレンズアレイ4が配置されており、この
マイクロレンズアレイ4により、シリンドリカルレンズ
3からのシート状スポットのビームがn個(但し、nは
2以上の整数)の収束ビームに分割される。マイクロレ
ンズアレイ4はn個のマイクロレンズがこのビームのシ
ート状スポットの長手方向に配列されてなり、各マイク
ロレンズから1つずつ収束ビームが出射される。これら
マイクロレンズの集光点毎にピンホールを持つピンホー
ルアレイ5が配置されており、各マイクロレンズからの
収束ビームが夫々のピンホールを通過する。ピンホール
を通過したn個の収束ビームは夫々、コリメートレンズ
6で平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタ7で折
り返されて絞り8と1/4波長板9とを通り、対物レン
ズ10によって検出対象物11上に集光照射される。こ
れにより、検出対象物11上には、n個のビームスポッ
トが直線上に配列されて照射されることになる。
【0023】この検出対象物11はワークホルダ13に
よってXYステージ12に固定載置されており、このワ
ークホルダ13によって決まる検出対象物11の固定基
準面をXY座標面とすると、これらn個のビームスポッ
トは検出対象物11の表面に互いに離散して一直線上に
配列されたものとなる。
よってXYステージ12に固定載置されており、このワ
ークホルダ13によって決まる検出対象物11の固定基
準面をXY座標面とすると、これらn個のビームスポッ
トは検出対象物11の表面に互いに離散して一直線上に
配列されたものとなる。
【0024】なお、検出対象物11の表面の高さ(Z軸
方向)が変化しても、これらビームスポットの中心位置
がX,Y軸方向に移動しないことが望ましいので、対物
レンズ10の瞳位置に絞り8を配置してテレセントリッ
ク系としている。
方向)が変化しても、これらビームスポットの中心位置
がX,Y軸方向に移動しないことが望ましいので、対物
レンズ10の瞳位置に絞り8を配置してテレセントリッ
ク系としている。
【0025】かかる照明系では、単一の光源1からの出
射光をn個のビームに分割する際の光量損失を抑えるた
めに、シリンドリカルレンズ3やマイクロレンズアレイ
4,ピンホールアレイ5を用いており、これにより、効
率良く集光する構成をなしている。
射光をn個のビームに分割する際の光量損失を抑えるた
めに、シリンドリカルレンズ3やマイクロレンズアレイ
4,ピンホールアレイ5を用いており、これにより、効
率良く集光する構成をなしている。
【0026】次に、図1の結像系(検出系)について説
明する。
明する。
【0027】検出対象物11からのn個の反射ビーム
(以下、反射ビーム群という)Lは夫々対物レンズ10
によって平行光となり、1/4波長板9によって円偏光
となる。円偏光となったことにより、この反射ビーム群
は偏光ビームスプリッタ7を通過することができる。
(以下、反射ビーム群という)Lは夫々対物レンズ10
によって平行光となり、1/4波長板9によって円偏光
となる。円偏光となったことにより、この反射ビーム群
は偏光ビームスプリッタ7を通過することができる。
【0028】偏光ビームスプリッタ7を通過して反射ビ
ーム群Lは、中継レンズ14,15を経た後、検出系が
4チャンネル構成であることから、ビームスプリッタ1
6〜18及びミラー20,21からなる光学系により、
夫々の反射ビームが4等分されるようにして、4個の反
射ビーム群L1,L2,L3,L4に分けられる。そして、
反射ビーム群L1のn個の反射ビームは夫々、結像レン
ズ22により、ピンホールアレイ26のピンホールを通
してラインセンサ30に集光され、反射ビーム群L2の
n個の反射ビームも夫々、結像レンズ23により、ピン
ホールアレイ27のピンホールを通してラインセンサ3
1に集光され、反射ビーム群L3のn個の反射ビームも
夫々、結像レンズ24により、ピンホールアレイ28の
ピンホールを通してラインセンサ32に集光され、反射
ビーム群L4のn個の反射ビームも夫々、結像レンズ2
5により、ピンホールアレイ29のピンホールを通して
ラインセンサ33に集光される。
ーム群Lは、中継レンズ14,15を経た後、検出系が
4チャンネル構成であることから、ビームスプリッタ1
6〜18及びミラー20,21からなる光学系により、
夫々の反射ビームが4等分されるようにして、4個の反
射ビーム群L1,L2,L3,L4に分けられる。そして、
反射ビーム群L1のn個の反射ビームは夫々、結像レン
ズ22により、ピンホールアレイ26のピンホールを通
してラインセンサ30に集光され、反射ビーム群L2の
n個の反射ビームも夫々、結像レンズ23により、ピン
ホールアレイ27のピンホールを通してラインセンサ3
1に集光され、反射ビーム群L3のn個の反射ビームも
夫々、結像レンズ24により、ピンホールアレイ28の
ピンホールを通してラインセンサ32に集光され、反射
ビーム群L4のn個の反射ビームも夫々、結像レンズ2
5により、ピンホールアレイ29のピンホールを通して
ラインセンサ33に集光される。
【0029】ここで、ラインセンサ30を含むチャンネ
ルを例とし、図2を用いて検出系のさらに詳細を説明す
る。図2では、図1に対応する部分に同一符号を付けて
重複する説明を省略し、また、図1での中継レンズ15
とミラー21との間の光学系(即ち、ビームスプリッタ
16,19とミラー20)は記載を省略している。な
お、他のチャンネルについても同様である。また、ここ
では、n=4とし、照明系で4個の収束ビームが形成さ
れ、4個のビームスポットが検出対象物11に照射され
るものとする。
ルを例とし、図2を用いて検出系のさらに詳細を説明す
る。図2では、図1に対応する部分に同一符号を付けて
重複する説明を省略し、また、図1での中継レンズ15
とミラー21との間の光学系(即ち、ビームスプリッタ
16,19とミラー20)は記載を省略している。な
お、他のチャンネルについても同様である。また、ここ
では、n=4とし、照明系で4個の収束ビームが形成さ
れ、4個のビームスポットが検出対象物11に照射され
るものとする。
【0030】図2において、検出対象物11には、4個
の収束ビームl1,l4,l3,l4が照射され、これらの
反射ビームが反射ビーム群L1としてミラー21から結
像レンズ22に送られる。ピンホールアレイ26は、反
射ビーム群L1の反射ビーム毎のピンホール261,26
2,263,264を有しており、また、ラインセンサ3
0も、同様にして、4個のセル(受光素子)301,3
02,303,304を有している。反射ビーム群L1での
収束ビームl1による反射ビームは、結像レンズ22に
より集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール2
61を介しラインセンサ30のセル301で受光され、反
射ビーム群L1での収束ビームl2による反射ビームは、
結像レンズ22により集光されて、ピンホールアレイ2
6のピンホール262を介しラインセンサ30のセル3
02で受光され、反射ビーム群L1での収束ビームl3に
よる反射ビームは、結像レンズ22により集光されて、
ピンホールアレイ26のピンホール263を介しライン
センサ30のセル303で受光され、反射ビーム群L1で
の収束ビームl4による反射ビームは、結像レンズ22
により集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール
264を介しラインセンサ30のセル304 で受光され
る。
の収束ビームl1,l4,l3,l4が照射され、これらの
反射ビームが反射ビーム群L1としてミラー21から結
像レンズ22に送られる。ピンホールアレイ26は、反
射ビーム群L1の反射ビーム毎のピンホール261,26
2,263,264を有しており、また、ラインセンサ3
0も、同様にして、4個のセル(受光素子)301,3
02,303,304を有している。反射ビーム群L1での
収束ビームl1による反射ビームは、結像レンズ22に
より集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール2
61を介しラインセンサ30のセル301で受光され、反
射ビーム群L1での収束ビームl2による反射ビームは、
結像レンズ22により集光されて、ピンホールアレイ2
6のピンホール262を介しラインセンサ30のセル3
02で受光され、反射ビーム群L1での収束ビームl3に
よる反射ビームは、結像レンズ22により集光されて、
ピンホールアレイ26のピンホール263を介しライン
センサ30のセル303で受光され、反射ビーム群L1で
の収束ビームl4による反射ビームは、結像レンズ22
により集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール
264を介しラインセンサ30のセル304 で受光され
る。
【0031】これを他のラインセンサ31,32,33
についてもみると、図3に示すように、ラインセンサ3
1も4個のセル311,312,313,314を有し、ラ
インセンサ31も4個のセル321,322,323,3
24を有し、ラインセンサ31も4個のセル331,33
2,333,334を有しており、これらラインセンサ3
0〜33において、セル301,311,321,331に
同じ収束ビームl1の反射ビームが、セル302,3
12,322,332に同じ収束ビームl2の反射ビーム
が、セル303,313,323,333に同じ収束ビーム
l3の反射ビームが、セル304,314,324,334
に同じ収束ビームl1の反射ビームが夫々入射される。
についてもみると、図3に示すように、ラインセンサ3
1も4個のセル311,312,313,314を有し、ラ
インセンサ31も4個のセル321,322,323,3
24を有し、ラインセンサ31も4個のセル331,33
2,333,334を有しており、これらラインセンサ3
0〜33において、セル301,311,321,331に
同じ収束ビームl1の反射ビームが、セル302,3
12,322,332に同じ収束ビームl2の反射ビーム
が、セル303,313,323,333に同じ収束ビーム
l3の反射ビームが、セル304,314,324,334
に同じ収束ビームl1の反射ビームが夫々入射される。
【0032】なお、このように結像レンズ22,23,
24,25で集光されて夫々ラインセンサ30,31,
32,33に入射される反射ビームを、これらがライン
センサ30,31,32,33で検出されることから、
以下、検出ビームという。
24,25で集光されて夫々ラインセンサ30,31,
32,33に入射される反射ビームを、これらがライン
センサ30,31,32,33で検出されることから、
以下、検出ビームという。
【0033】図2において、結像レンズ22による検出
ビームの収束点の位置は、結像レンズ10から検出対象
物11での収束ビームの照射面(以下、単に照射面とい
う)までの距離に応じて異なる。この距離が特定の値で
あるときの結像レンズ22による収束点がピンホールア
レイ26の位置となるが、検出対象物11の照射面が結
像レンズ10からこのような距離にあるとき、検出対象
物11がピンホールアレイ26と共役な位置にあるとい
う。従って、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置にあるときには、結像レンズ22によって検
出ビームがピンホールアレイ26の位置に収束する。検
出対象物11がピンホールアレイ26と共役な位置にな
いときには、結像レンズ22によって検出ビームの収束
点がピンホールアレイ26の位置からずれる。このた
め、ピンホールアレイ26の位置での検出ビームのビー
ム径は、結像レンズ22に対する検出対象物11の反射
面の距離に応じて異なり、検出対象物11がピンホール
アレイ26と共役な位置にあるとき、ピンホールアレイ
26の位置での検出ビームのビーム径が最小となる。
ビームの収束点の位置は、結像レンズ10から検出対象
物11での収束ビームの照射面(以下、単に照射面とい
う)までの距離に応じて異なる。この距離が特定の値で
あるときの結像レンズ22による収束点がピンホールア
レイ26の位置となるが、検出対象物11の照射面が結
像レンズ10からこのような距離にあるとき、検出対象
物11がピンホールアレイ26と共役な位置にあるとい
う。従って、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置にあるときには、結像レンズ22によって検
出ビームがピンホールアレイ26の位置に収束する。検
出対象物11がピンホールアレイ26と共役な位置にな
いときには、結像レンズ22によって検出ビームの収束
点がピンホールアレイ26の位置からずれる。このた
め、ピンホールアレイ26の位置での検出ビームのビー
ム径は、結像レンズ22に対する検出対象物11の反射
面の距離に応じて異なり、検出対象物11がピンホール
アレイ26と共役な位置にあるとき、ピンホールアレイ
26の位置での検出ビームのビーム径が最小となる。
【0034】ピンホールアレイ26でのピンホール26
1,262,263,264の径は、検出対象物11がピン
ホールアレイ26と共役な位置にあるときのピンホール
アレイ26の位置での検出ビームのビーム径(即ち、最
小のビーム径)よりもわずかに大きく設定されている。
このため、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置にあるときには、結像レンズ22で集光される
検出ビームはそのままピンホールアレイ26のピンホー
ルを通過し、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置からずれると、ピンホールアレイ26の位置
での検出ビームのビーム径が大きくなってその一部がピ
ンホールアレイ26の壁面で遮光され、その共役な位置
からのずれが大きくなるほどラインセンサ30のセンサ
の受光量が少なくなる。
1,262,263,264の径は、検出対象物11がピン
ホールアレイ26と共役な位置にあるときのピンホール
アレイ26の位置での検出ビームのビーム径(即ち、最
小のビーム径)よりもわずかに大きく設定されている。
このため、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置にあるときには、結像レンズ22で集光される
検出ビームはそのままピンホールアレイ26のピンホー
ルを通過し、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置からずれると、ピンホールアレイ26の位置
での検出ビームのビーム径が大きくなってその一部がピ
ンホールアレイ26の壁面で遮光され、その共役な位置
からのずれが大きくなるほどラインセンサ30のセンサ
の受光量が少なくなる。
【0035】収束ビームl1,l2,l3,l4 は、検出
対象物11の照射面で異なる位置に照射される。このた
め、この照射面に凹凸があり、これら収束ビームl1,
l2,l3,l4の照射位置間で高さ(Z方向)が異なる
と、当然のことながら、収束ビームl1,l2,l3,l4
のいずれかに対して検出対象物11がピンホールアレイ
26と共役な位置にあっても、それ以外の収束ビームに
対しては、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置からずれていることになり、この収束ビームに
対する検出ビームを受光するラインセンサ30のセルの
受光量は、その最大受光量よりも小さくなる。
対象物11の照射面で異なる位置に照射される。このた
め、この照射面に凹凸があり、これら収束ビームl1,
l2,l3,l4の照射位置間で高さ(Z方向)が異なる
と、当然のことながら、収束ビームl1,l2,l3,l4
のいずれかに対して検出対象物11がピンホールアレイ
26と共役な位置にあっても、それ以外の収束ビームに
対しては、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置からずれていることになり、この収束ビームに
対する検出ビームを受光するラインセンサ30のセルの
受光量は、その最大受光量よりも小さくなる。
【0036】以上はラインセンサ30を含むチャンネル
についてであるが、図1において、他のチャンネルにつ
いても同様である。但し、ピンホールアレイ26,2
7,28,29と共役な検出対象物11の位置は順次異
なる。ここでは、ピンホールアレイ26と共役な検出対
象物11の位置が最も結像レンズ10に近く、ピンホー
ルアレイ27,28,29の順に共役な検出対象物11
の位置が結像レンズ10から遠くなるものとする。
についてであるが、図1において、他のチャンネルにつ
いても同様である。但し、ピンホールアレイ26,2
7,28,29と共役な検出対象物11の位置は順次異
なる。ここでは、ピンホールアレイ26と共役な検出対
象物11の位置が最も結像レンズ10に近く、ピンホー
ルアレイ27,28,29の順に共役な検出対象物11
の位置が結像レンズ10から遠くなるものとする。
【0037】そこで、いま、図2での収束ビームl1に
ついてみると、この収束ビームl1に対する検出ビーム
は、図3において、ラインセンサ30のセル301,ラ
インセンサ31のセル311,ラインセンサ32のセル
321 及びラインセンサ33のセル331に同時に受光
されるが、これらセル301,311,321,331の受
光量は検出対象物11での収束ビームl1 の照射位置の
ピンホールアレイ26と共役な位置からのずれ量に応じ
たものとなり、互いに異なることになる。
ついてみると、この収束ビームl1に対する検出ビーム
は、図3において、ラインセンサ30のセル301,ラ
インセンサ31のセル311,ラインセンサ32のセル
321 及びラインセンサ33のセル331に同時に受光
されるが、これらセル301,311,321,331の受
光量は検出対象物11での収束ビームl1 の照射位置の
ピンホールアレイ26と共役な位置からのずれ量に応じ
たものとなり、互いに異なることになる。
【0038】ここで、検出対象物11に照射される同じ
収束ビームに対する検出ビームを受光する、例えば、ラ
インセンサ30のセル301,ラインセンサ31のセル3
11,ラインセンサ32のセル321及びラインセンサ3
3のセル331夫々の検出出力を、横軸をセンサ位置、
縦軸をラインセンサの出力として、プロットすると、図
4に示すような結果が得られる。そして、プロットされ
た検出出力を、例えば、ガウス函数で補間すると、破線
で示すような特性曲線Aが得られ、この特性曲線Aのピ
ークでのセンサ位置が、検出対象物11とピンホールア
レイとの位置が互いに共役となるような位置であり、ピ
ンホール26,27,28,29毎にそれと共役となる
検出対象物11の反射面の高さを予め求めて既知として
おくことにより、特性曲線Aのピークとなるセンサ位置
から検出対象物11の反射面の高さを求めることができ
る。
収束ビームに対する検出ビームを受光する、例えば、ラ
インセンサ30のセル301,ラインセンサ31のセル3
11,ラインセンサ32のセル321及びラインセンサ3
3のセル331夫々の検出出力を、横軸をセンサ位置、
縦軸をラインセンサの出力として、プロットすると、図
4に示すような結果が得られる。そして、プロットされ
た検出出力を、例えば、ガウス函数で補間すると、破線
で示すような特性曲線Aが得られ、この特性曲線Aのピ
ークでのセンサ位置が、検出対象物11とピンホールア
レイとの位置が互いに共役となるような位置であり、ピ
ンホール26,27,28,29毎にそれと共役となる
検出対象物11の反射面の高さを予め求めて既知として
おくことにより、特性曲線Aのピークとなるセンサ位置
から検出対象物11の反射面の高さを求めることができ
る。
【0039】この実施形態では、4個の収束ビームl1
〜l4を検出対象物11に照射し、これら収束ビームl1
〜l4 に対する検出ビームを検出する4個のセルを有す
るラインセンサ30〜33を用いているので、検出対象
物11での収束ビームl1〜l4 の照射位置毎に図4に
示すような特性曲線Aを得ることができ、従って、検出
対象物11の4ヶ所の位置の高さを同時に検出すること
ができる。
〜l4を検出対象物11に照射し、これら収束ビームl1
〜l4 に対する検出ビームを検出する4個のセルを有す
るラインセンサ30〜33を用いているので、検出対象
物11での収束ビームl1〜l4 の照射位置毎に図4に
示すような特性曲線Aを得ることができ、従って、検出
対象物11の4ヶ所の位置の高さを同時に検出すること
ができる。
【0040】このような検出対象物11での高さを求め
るために、図1において、ラインセンサ30,31,3
2,33の検出信号は、アンプ34,35,36,37
により増幅された後、A/D変換器38,39,40,
41でアナログ信号からデジタル信号に変換される。こ
れらディジタル検出信号は、シェーデイング補正回路4
2,43,44,45でシェーデイング補正処理された
後、画像メモリ46,47,48,49に格納される。
高さ算出器50は、これら画像メモリ46,47,4
8,49に格納された各ラインセンサ30,31,3
2,33の検出出力を、図4で説明したようにして、比
較し、検出対象物11の各位置の高さを算出する。算出
して得られた高さ情報は制御用コンピュータ51に読み
取られる。
るために、図1において、ラインセンサ30,31,3
2,33の検出信号は、アンプ34,35,36,37
により増幅された後、A/D変換器38,39,40,
41でアナログ信号からデジタル信号に変換される。こ
れらディジタル検出信号は、シェーデイング補正回路4
2,43,44,45でシェーデイング補正処理された
後、画像メモリ46,47,48,49に格納される。
高さ算出器50は、これら画像メモリ46,47,4
8,49に格納された各ラインセンサ30,31,3
2,33の検出出力を、図4で説明したようにして、比
較し、検出対象物11の各位置の高さを算出する。算出
して得られた高さ情報は制御用コンピュータ51に読み
取られる。
【0041】検出対象物11の検査領域の全面の高さを
検出するためには、検出対象物11のこの全面にわたっ
て収束ビームl1,l2,l3,l4の照射位置を移動させ
る必要があり、このために、収束ビームl1,l2,
l3,l4によるこの検査領域全面の走査が次のように行
なわれる。
検出するためには、検出対象物11のこの全面にわたっ
て収束ビームl1,l2,l3,l4の照射位置を移動させ
る必要があり、このために、収束ビームl1,l2,
l3,l4によるこの検査領域全面の走査が次のように行
なわれる。
【0042】即ち、制御用コンピュータ51からステー
ジコントロール基板52に指令を出力されると、ステー
ジコントロール基板52は、制御用コンピュータ51か
らのこの指令に従ってドライバ53に駆動パルスを発生
する。この駆動パルスによってドライバ53はXYステ
ージ12を駆動して1ステップ分収束ビームl1,l2,l
3,l4の並び方向とは直交する方向(即ち、Y軸方向)
に順次移動させる。また、このXYステージ12のサー
ボモータ(図示せず)に内蔵されているロータリエンコ
ーダ(図示せず)から出力されるエンコード信号がドラ
イバ53からステージコントロール基板52に供給さ
れ、検出対象物11の検査領域での高さ検出の単位とな
る検出画素のサイズに相当する周期のクロックに分周さ
れ、カメラコントロール基板54に駆動パルスとして供
給される。カメラコントロール基板54はこの駆動パル
スでラインセンサ30〜33を駆動する。即ち、各ライ
ンセンサ30〜33はこの駆動パルスに同期して検出信
号をアンプ34〜37に出力する。これにより、XYス
テージ12の移動速度とラインセンサ30〜33の駆動
とが同期化されることになる。
ジコントロール基板52に指令を出力されると、ステー
ジコントロール基板52は、制御用コンピュータ51か
らのこの指令に従ってドライバ53に駆動パルスを発生
する。この駆動パルスによってドライバ53はXYステ
ージ12を駆動して1ステップ分収束ビームl1,l2,l
3,l4の並び方向とは直交する方向(即ち、Y軸方向)
に順次移動させる。また、このXYステージ12のサー
ボモータ(図示せず)に内蔵されているロータリエンコ
ーダ(図示せず)から出力されるエンコード信号がドラ
イバ53からステージコントロール基板52に供給さ
れ、検出対象物11の検査領域での高さ検出の単位とな
る検出画素のサイズに相当する周期のクロックに分周さ
れ、カメラコントロール基板54に駆動パルスとして供
給される。カメラコントロール基板54はこの駆動パル
スでラインセンサ30〜33を駆動する。即ち、各ライ
ンセンサ30〜33はこの駆動パルスに同期して検出信
号をアンプ34〜37に出力する。これにより、XYス
テージ12の移動速度とラインセンサ30〜33の駆動
とが同期化されることになる。
【0043】図5はかかる走査の方法の具体例を示す図
である。
である。
【0044】図5(a)に示す走査方法は、1回目とし
て、XYステージ12をY方向に移動させることによ
り、収束ビームl1〜l4で検査領域を−Y方向に一方の
端から他方の端まで走査し、端部に達すると、XYステ
ージ12を−X方向に走査ピッチの4倍の距離Dだけ移
動させて走査領域をこの距離D分X方向にずらし、XY
ステージ12を−Y方向に移動させてY方向に2回目の
走査を行なう。以下同様に、X方向に距離Dだけずらす
毎にY方向または−Y方向に走査し、この走査が検査領
域全体にわたるまで繰り返す。
て、XYステージ12をY方向に移動させることによ
り、収束ビームl1〜l4で検査領域を−Y方向に一方の
端から他方の端まで走査し、端部に達すると、XYステ
ージ12を−X方向に走査ピッチの4倍の距離Dだけ移
動させて走査領域をこの距離D分X方向にずらし、XY
ステージ12を−Y方向に移動させてY方向に2回目の
走査を行なう。以下同様に、X方向に距離Dだけずらす
毎にY方向または−Y方向に走査し、この走査が検査領
域全体にわたるまで繰り返す。
【0045】図5(b)はラインセンサ30〜33のセ
ルの間隔やマイクロレンズアレイ4のマイクロレンズの
間隔などの制約で収束ビームl1〜l4の間隔が狭く取れ
ず、が5(a)の走査方法では緻密な検出ができない場
合に有効な方法であって、まず、XYステージ12をY
方向に移動させて収束ビームl1〜l4で−Y方向に走査
すると、この場合の走査ピッチD1が大きいため、検査
領域の一方の端部に達すると、XYステージ12をこの
走査ピッチD1の1/2の距離だけ−X方向に移動さ
せ、次に、XYステージ12を−Y方向に移動させて、
収束ビームl1〜l4で既になされた走査線の間をY方向
に走査する。このようにして、1回目の往復の走査が終
わると、次に、XYステージ12を−X方向に走査ピッ
チD1の4倍の距離D2だけ移動させて走査領域をこの距
離D2分X方向にずらし、XYステージ12をY方向及
び−Y方向に移動させて1回目と同様の2回目の往復走
査を行なう。以下同様に、この動作が繰り返されて検査
領域全体の走査が行なわれる。
ルの間隔やマイクロレンズアレイ4のマイクロレンズの
間隔などの制約で収束ビームl1〜l4の間隔が狭く取れ
ず、が5(a)の走査方法では緻密な検出ができない場
合に有効な方法であって、まず、XYステージ12をY
方向に移動させて収束ビームl1〜l4で−Y方向に走査
すると、この場合の走査ピッチD1が大きいため、検査
領域の一方の端部に達すると、XYステージ12をこの
走査ピッチD1の1/2の距離だけ−X方向に移動さ
せ、次に、XYステージ12を−Y方向に移動させて、
収束ビームl1〜l4で既になされた走査線の間をY方向
に走査する。このようにして、1回目の往復の走査が終
わると、次に、XYステージ12を−X方向に走査ピッ
チD1の4倍の距離D2だけ移動させて走査領域をこの距
離D2分X方向にずらし、XYステージ12をY方向及
び−Y方向に移動させて1回目と同様の2回目の往復走
査を行なう。以下同様に、この動作が繰り返されて検査
領域全体の走査が行なわれる。
【0046】なお、図5(b)では、1回の往復走査で
XYステージ12を−X方向に距離D2だけ移動させて
走査領域をこの距離D2分X方向にずらすようにした
が、複数回もしくは(複数+1/2)回の往復走査を行
なってXYステージ12をX方向に上記の距離D2 だけ
移動させ、次の走査領域を走査するようにしてもよい。
XYステージ12を−X方向に距離D2だけ移動させて
走査領域をこの距離D2分X方向にずらすようにした
が、複数回もしくは(複数+1/2)回の往復走査を行
なってXYステージ12をX方向に上記の距離D2 だけ
移動させ、次の走査領域を走査するようにしてもよい。
【0047】ところで、この第1の実施形態では、同じ
ラインセンサにおいて、該当するセルに入射されるべき
検出ビームが隣接する他のセルに漏れないように、即
ち、隣接セルへの漏れ光が生じないようにしている。例
えば、図3において、ラインセンサ30のセル302に
入射されるべき検出ビームは、隣接するセル301やセ
ル303に漏れないようにするものである。以下、この
点について説明する。
ラインセンサにおいて、該当するセルに入射されるべき
検出ビームが隣接する他のセルに漏れないように、即
ち、隣接セルへの漏れ光が生じないようにしている。例
えば、図3において、ラインセンサ30のセル302に
入射されるべき検出ビームは、隣接するセル301やセ
ル303に漏れないようにするものである。以下、この
点について説明する。
【0048】図6は検出対象物11の検査領域の高さが
変化した場合のラインセンサ30のセル301 に対する
検出ビームの様子を示す図であって、55は光学系であ
り、図1〜図3に対応する部分には同一符号を付けてい
る。
変化した場合のラインセンサ30のセル301 に対する
検出ビームの様子を示す図であって、55は光学系であ
り、図1〜図3に対応する部分には同一符号を付けてい
る。
【0049】同図において、光学系55は図1における
結像レンズ10から結像レンズ22までの光学系を示す
ものであって、この光学系55の倍率をβ、検出開口数
をNAd とする。
結像レンズ10から結像レンズ22までの光学系を示す
ものであって、この光学系55の倍率をβ、検出開口数
をNAd とする。
【0050】いま、検出対象物11の検査表面に収束ビ
ームが収束したときの反射ビーム、従って、検出ビーム
を実線矢印で示し、このときの検査対象物11の検査表
面でのビームスポット径を2rとすると、このときに
は、光学系55により、検出ビームはピンホールアレイ
26のピンホール261の位置で収束する。このときの
検出ビームのスポット径は、2βrとなる。従って、こ
のピンホール261の直径は2βrよりもわずかに大き
く設定され、この検出ビームの全光量がラインセンサ3
0のセル301 で受光される。
ームが収束したときの反射ビーム、従って、検出ビーム
を実線矢印で示し、このときの検査対象物11の検査表
面でのビームスポット径を2rとすると、このときに
は、光学系55により、検出ビームはピンホールアレイ
26のピンホール261の位置で収束する。このときの
検出ビームのスポット径は、2βrとなる。従って、こ
のピンホール261の直径は2βrよりもわずかに大き
く設定され、この検出ビームの全光量がラインセンサ3
0のセル301 で受光される。
【0051】一方、検出対象物11の検査表面には凹凸
があって、上記の収束ビームが収束する面から最大ΔZ
だけ高さが変化するものとする。この最大高さΔZだけ
変化した検出対象物11の検査表面に照射される収束ビ
ームに対する検出ビームを破線矢印で示す。この場合に
は、この検出ビームはピンホールアレイ26の手前側で
収束し、この収束点での検出ビームのスポット径は2β
rあるが、ピンホール261の位置でのビームスポット
の半径Rは、
があって、上記の収束ビームが収束する面から最大ΔZ
だけ高さが変化するものとする。この最大高さΔZだけ
変化した検出対象物11の検査表面に照射される収束ビ
ームに対する検出ビームを破線矢印で示す。この場合に
は、この検出ビームはピンホールアレイ26の手前側で
収束し、この収束点での検出ビームのスポット径は2β
rあるが、ピンホール261の位置でのビームスポット
の半径Rは、
【数1】 となる。従って、この検出ビームは、その半径βrより
も外側の部分がピンホールアレイ26で遮光され、その
一部しかセル301 に入射しない。
も外側の部分がピンホールアレイ26で遮光され、その
一部しかセル301 に入射しない。
【0052】図7は検出対象物11の検査領域での高さ
が異なる部分に照射される2つの隣り合う収束ビームに
対する検出ビームの様子を示す図であって、図1〜図3
及び図6に対応する部分には同一符号を付けている。
が異なる部分に照射される2つの隣り合う収束ビームに
対する検出ビームの様子を示す図であって、図1〜図3
及び図6に対応する部分には同一符号を付けている。
【0053】同図において、検出対象物11の点X2上
では、照射ビームが収束しているものとし、点X1 は点
X2よりも上記の高さΔZだけ高くなっているものとす
る。また、これら2つの点X1,X2間の距離をΔXとす
ると、この距離ΔXが検出の解像度ということになり、
この距離ΔXが小さいほど解像度が高くなる。また、ピ
ンホールアレイ26のピンホール261は点X1からの検
出ビームに対するものであり、ピンホールアレイ26の
ピンホール262は点X2からの検出ビームに対するもの
である。
では、照射ビームが収束しているものとし、点X1 は点
X2よりも上記の高さΔZだけ高くなっているものとす
る。また、これら2つの点X1,X2間の距離をΔXとす
ると、この距離ΔXが検出の解像度ということになり、
この距離ΔXが小さいほど解像度が高くなる。また、ピ
ンホールアレイ26のピンホール261は点X1からの検
出ビームに対するものであり、ピンホールアレイ26の
ピンホール262は点X2からの検出ビームに対するもの
である。
【0054】いま、点X1からの破線矢印で示す検出ビ
ームをみると、この点X1では照射ビームが収束してい
ないので、この検出ビームはピンホールアレイ26の手
前側で収束し、ピンホール261でのこの検出ビームの
半径Rは上記式(1)で表わされる最大のものとなる。
ところで、この状態のとき、この点X1からの検出ビー
ムが隣りのピンホール262にかかって漏れ光が生じな
いようにすることが必要であり、このためには、ピンホ
ール261,262,……の開口径をqP、ピッチをP
(これは、ラインセンサ30のセルピッチでもある)と
すると、
ームをみると、この点X1では照射ビームが収束してい
ないので、この検出ビームはピンホールアレイ26の手
前側で収束し、ピンホール261でのこの検出ビームの
半径Rは上記式(1)で表わされる最大のものとなる。
ところで、この状態のとき、この点X1からの検出ビー
ムが隣りのピンホール262にかかって漏れ光が生じな
いようにすることが必要であり、このためには、ピンホ
ール261,262,……の開口径をqP、ピッチをP
(これは、ラインセンサ30のセルピッチでもある)と
すると、
【数2】 を満足することが必要となる。
【0055】また、漏れ光を防止するためには、ピンホ
ールアレイ26の該当するピンホールを通過して検出ビ
ームの光がラインセンサの隣接するセルにかからないよ
うにすることも必要である。例えば、図7に示す状態
で、ピンホール261を通過した光が、隣りのピンホー
ル262に対するセル302にかからないようにする必要
がある。
ールアレイ26の該当するピンホールを通過して検出ビ
ームの光がラインセンサの隣接するセルにかからないよ
うにすることも必要である。例えば、図7に示す状態
で、ピンホール261を通過した光が、隣りのピンホー
ル262に対するセル302にかからないようにする必要
がある。
【0056】そこで、図6において、ピンホールアレイ
26とラインセンサ30のセルの受光面との間の距離を
LPC、セルの開口径をqC(但し、qC/2≦P/2)とす
ると、センサの受光面での検出ビームのスポットの半径
は、ピンホール径からLPC・NAdだけ広がるから、
26とラインセンサ30のセルの受光面との間の距離を
LPC、セルの開口径をqC(但し、qC/2≦P/2)とす
ると、センサの受光面での検出ビームのスポットの半径
は、ピンホール径からLPC・NAdだけ広がるから、
【数3】 であり、これが隣りのセルにかからなければよいことに
なる。あるセルの中心から隣りのセルまでの最短距離は
P−(qC/2)であるから、
なる。あるセルの中心から隣りのセルまでの最短距離は
P−(qC/2)であるから、
【数4】 を満足しなければならない。
【0057】以上のように、上記式(2),(3)を満
足するように、光学系55やピンホールアレイ26,ラ
インセンサ30の諸元を設定することにより、隣接セル
への漏れ光を防止することができ、ラインセンサ30の
各セルから対応する収束ビームによる検出ビームのみの
検出出力が得られることになる。従って、かかる条件を
満足した状態で図4(a)に示すように検出対象物11
の検査領域の走査を行なうことにより、この検査領域全
域での高さ(従って、立体形状)を精度良く検出するこ
とができる。しかも、複数個(上記の説明では、4個と
した)の収束ビームで検出対象物11を走査し、複数の
位置の高さを同時に検出することを可能とするものであ
るから、従来の方式に比べ、高速の検出が可能となる。
足するように、光学系55やピンホールアレイ26,ラ
インセンサ30の諸元を設定することにより、隣接セル
への漏れ光を防止することができ、ラインセンサ30の
各セルから対応する収束ビームによる検出ビームのみの
検出出力が得られることになる。従って、かかる条件を
満足した状態で図4(a)に示すように検出対象物11
の検査領域の走査を行なうことにより、この検査領域全
域での高さ(従って、立体形状)を精度良く検出するこ
とができる。しかも、複数個(上記の説明では、4個と
した)の収束ビームで検出対象物11を走査し、複数の
位置の高さを同時に検出することを可能とするものであ
るから、従来の方式に比べ、高速の検出が可能となる。
【0058】ここで、上記の条件を満たすための上記諸
元の一具体例を示す。 検出倍率β:0.75倍 セルの開口径qC:7.5μm ピンホール(セル)の間隔P:15μm ピンホールの開口径qP:7.5μm 検出開口数NAd:0.13 高さ検出範囲ΔZ:120μm セル受光面,ピンホールアレイ間の距離LPC:0μm ビームスポット半径r:3μm 但し、ここでは、セル自体の開口をピンホール開口にも
併用し、ラインセンサでは、1つおきのセルを使用する
ようにしており、実際にはピンホールを使用しないもの
としている。従って、上記の距離LPCは0μmとなって
いる。あるいはまた、ラインセンサとして、セルの配置
間隔Pが15μmとし、これらセルの開口径qC=7.5
μmのものとしても同様である。
元の一具体例を示す。 検出倍率β:0.75倍 セルの開口径qC:7.5μm ピンホール(セル)の間隔P:15μm ピンホールの開口径qP:7.5μm 検出開口数NAd:0.13 高さ検出範囲ΔZ:120μm セル受光面,ピンホールアレイ間の距離LPC:0μm ビームスポット半径r:3μm 但し、ここでは、セル自体の開口をピンホール開口にも
併用し、ラインセンサでは、1つおきのセルを使用する
ようにしており、実際にはピンホールを使用しないもの
としている。従って、上記の距離LPCは0μmとなって
いる。あるいはまた、ラインセンサとして、セルの配置
間隔Pが15μmとし、これらセルの開口径qC=7.5
μmのものとしても同様である。
【0059】ところで、セルへの漏れ光を防止すべく上
記式(2),(3)の条件を満足させた場合、収束ビーム
l1,l2,l3,l4の間隔を大きく取らざるを得なくな
る場合もある。例えば、電子回路基板の配線パターンや
はんだ付け部などのように、検出対象物11の検査領域
での凹凸による最大の高さ変化ΔZは既知である。この
実施形態では、検出対象物11の検査領域でかかる高さ
変化があっても、隣接セルへの漏れ光がないように、上
記式(2),(3)の条件を満足すべく構成をなすもの
であるが、図4(a)に示すように走査したのでは、収
束ビームl1〜l4間の間隔が広くなり過ぎて高い解像度
が得られず、ピンホールアレイ26やラインセンサ30
の構成や上記照明系の構成などから、収束ビームl1〜
l4間の間隔をこれ以上狭くすることができない場合が
ある。このような場合には、図4(b)で説明したよう
な走査を行なえばよい。
記式(2),(3)の条件を満足させた場合、収束ビーム
l1,l2,l3,l4の間隔を大きく取らざるを得なくな
る場合もある。例えば、電子回路基板の配線パターンや
はんだ付け部などのように、検出対象物11の検査領域
での凹凸による最大の高さ変化ΔZは既知である。この
実施形態では、検出対象物11の検査領域でかかる高さ
変化があっても、隣接セルへの漏れ光がないように、上
記式(2),(3)の条件を満足すべく構成をなすもの
であるが、図4(a)に示すように走査したのでは、収
束ビームl1〜l4間の間隔が広くなり過ぎて高い解像度
が得られず、ピンホールアレイ26やラインセンサ30
の構成や上記照明系の構成などから、収束ビームl1〜
l4間の間隔をこれ以上狭くすることができない場合が
ある。このような場合には、図4(b)で説明したよう
な走査を行なえばよい。
【0060】以上のように、この実施形態は、検出対象
物11の表面の立体形状を高精度、高解像度で、かつ高
速に立体形状の検出,検査をすることができる。n個の
集光ビームを用いる場合、従来の立体形状検出装置に比
べ、検出対象物11のY方向の移動速度が等しいものと
すると、n倍の高速化が可能である。そして、この検出
対象物11を電子回路基板とすることにより、この電子
回路基板での配線パターンやはんだ付け部を検出して、
基準パータンデータとの比較などにより、かかる配線パ
ターンやはんだ付け部の良否の判定や欠陥の検出を精度
良く行なうことができる。
物11の表面の立体形状を高精度、高解像度で、かつ高
速に立体形状の検出,検査をすることができる。n個の
集光ビームを用いる場合、従来の立体形状検出装置に比
べ、検出対象物11のY方向の移動速度が等しいものと
すると、n倍の高速化が可能である。そして、この検出
対象物11を電子回路基板とすることにより、この電子
回路基板での配線パターンやはんだ付け部を検出して、
基準パータンデータとの比較などにより、かかる配線パ
ターンやはんだ付け部の良否の判定や欠陥の検出を精度
良く行なうことができる。
【0061】なお、図6,図7はラインセンサ30を含
むチャンネルについてのものであるが、他のチャンネル
についても同様である。
むチャンネルについてのものであるが、他のチャンネル
についても同様である。
【0062】次に、本発明による立体形状検査装置及び
パターン検査装置並びにそれらの方法の第2の実施形態
について、図8〜図11により説明する。
パターン検査装置並びにそれらの方法の第2の実施形態
について、図8〜図11により説明する。
【0063】先の第1の実施形態では、直線上に配列さ
れた複数の点状スポットの収束ビームを検出対象物に照
射し、その反射ビームを検出ビームとしてラインセンサ
で検出することにより、この検出対象物の検査領域の立
体形状やパターンを検査するものであったが、この第2
の実施形態は、直線上に配列された複数のシート状スポ
ットの収束ビームを検出対象物に照射し、その反射ビー
ムを検出ビームとしてTDI(Time Delay & Integrate
d:時間遅延積分型)センサで検出することにより、こ
の検出対象物の検査領域の立体形状やパターンを検査す
るものである。これにより、検出感度を高めることがで
き、ビームの照明源としてより微弱なものを用いても、
検出速度のより高速化を実現するものである。
れた複数の点状スポットの収束ビームを検出対象物に照
射し、その反射ビームを検出ビームとしてラインセンサ
で検出することにより、この検出対象物の検査領域の立
体形状やパターンを検査するものであったが、この第2
の実施形態は、直線上に配列された複数のシート状スポ
ットの収束ビームを検出対象物に照射し、その反射ビー
ムを検出ビームとしてTDI(Time Delay & Integrate
d:時間遅延積分型)センサで検出することにより、こ
の検出対象物の検査領域の立体形状やパターンを検査す
るものである。これにより、検出感度を高めることがで
き、ビームの照明源としてより微弱なものを用いても、
検出速度のより高速化を実現するものである。
【0064】ここで、図8はこの第2の実施形態を示す
構成図であって、56は照明光源、57は集光レンズ、
58はピンホール、59は照射レンズ、60はスリット
アレイ、61はビームスプリッタ、62は開口絞り、6
3,64,65,66はスリットアレイ、67,68,
69,70はTDIセンサであり、図1に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
構成図であって、56は照明光源、57は集光レンズ、
58はピンホール、59は照射レンズ、60はスリット
アレイ、61はビームスプリッタ、62は開口絞り、6
3,64,65,66はスリットアレイ、67,68,
69,70はTDIセンサであり、図1に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【0065】図9は、図1に対する図2と同様、図8に
おける照明系と検出系の1つのチャンネル(TDIセン
サ67を含むチャンネル)とをより具体的に示す構成図
であって、601〜604,631〜634はスリットであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けている。な
お、図8におけるビームスプリッタ16,18及びミラ
ー20の記載を省略している。
おける照明系と検出系の1つのチャンネル(TDIセン
サ67を含むチャンネル)とをより具体的に示す構成図
であって、601〜604,631〜634はスリットであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けている。な
お、図8におけるビームスプリッタ16,18及びミラ
ー20の記載を省略している。
【0066】まず、図8及び図9における照明系につい
て説明する。
て説明する。
【0067】照明光源56から射出された照明光は集光
レンズ57により集光され、このレンズ57の前焦点位
置に配置されたピンホール58を通過する。照明光源5
6としては、例えば、ハロゲン光源などが使用できる。
また、ピンホール58は、円形状のものでもよいが、矩
形状のものでもよい。ピンホール58を通過した照明光
束は、照射レンズ59によって平行光束となされた後、
スリットアレイ60に設けられた4個の互いに平行な短
冊状のスリット601,602,603,604を透過し、
夫々から互いに平行なシート状スポットのビーム(以
下、シート状ビームという)が得られる。
レンズ57により集光され、このレンズ57の前焦点位
置に配置されたピンホール58を通過する。照明光源5
6としては、例えば、ハロゲン光源などが使用できる。
また、ピンホール58は、円形状のものでもよいが、矩
形状のものでもよい。ピンホール58を通過した照明光
束は、照射レンズ59によって平行光束となされた後、
スリットアレイ60に設けられた4個の互いに平行な短
冊状のスリット601,602,603,604を透過し、
夫々から互いに平行なシート状スポットのビーム(以
下、シート状ビームという)が得られる。
【0068】図10はこのスリットアレイ60の一具体
例を示す図であって、71は液晶ドライバであり、図1
に対応する部分には同一符号を付けている。このスリッ
トアレイ60の具体例は、液晶スリットとするものであ
る。しかし、機械的構成のスリットアレイなど、他の構
成のものであってもよい。
例を示す図であって、71は液晶ドライバであり、図1
に対応する部分には同一符号を付けている。このスリッ
トアレイ60の具体例は、液晶スリットとするものであ
る。しかし、機械的構成のスリットアレイなど、他の構
成のものであってもよい。
【0069】同図において、液晶スリット60は、制御
用コンピュータ51から液晶ドライバ71を介して制御
され、液晶面上に互いに平行に配置された短冊状のスリ
ット601,602,603,604を表示する。
用コンピュータ51から液晶ドライバ71を介して制御
され、液晶面上に互いに平行に配置された短冊状のスリ
ット601,602,603,604を表示する。
【0070】先に説明した第1の実施の形態では、マイ
クロレンズアレイ4やピンホールアレイ5(図1,図
2)とラインセンサ30〜33との相互の物理的な位置
関係を調整する必要があるが、この第2の本実施形態で
は、スリットアレイ60として、マイクロレンズアレイ
の代わりに、液晶スリットを使用することにより、液晶
面上でのこれらスリット601,602,603,604に
おける始点位置を任意の位置に設定できるため、かかる
照明系と検出系相互の調整作業が容易となる。
クロレンズアレイ4やピンホールアレイ5(図1,図
2)とラインセンサ30〜33との相互の物理的な位置
関係を調整する必要があるが、この第2の本実施形態で
は、スリットアレイ60として、マイクロレンズアレイ
の代わりに、液晶スリットを使用することにより、液晶
面上でのこれらスリット601,602,603,604に
おける始点位置を任意の位置に設定できるため、かかる
照明系と検出系相互の調整作業が容易となる。
【0071】図8及び図9に戻って、スリットアレイ6
0で得られた4個のシート状ビームは、ビームスプリッ
タ61で折り返されて絞り8を通った後、対物レンズ1
0により、収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
l4’として、検出対象物11上の検査領域に集光され
る。これら収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
l4’による検出対象物11上のシート状のスポット
は、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)に平行
であって、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)
に対して直交する方向(X軸方向)に揃って等間隔に離
散して配列される。
0で得られた4個のシート状ビームは、ビームスプリッ
タ61で折り返されて絞り8を通った後、対物レンズ1
0により、収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
l4’として、検出対象物11上の検査領域に集光され
る。これら収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
l4’による検出対象物11上のシート状のスポット
は、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)に平行
であって、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)
に対して直交する方向(X軸方向)に揃って等間隔に離
散して配列される。
【0072】次に、図8及び図9における検出系(結像
系)について説明する。
系)について説明する。
【0073】収束シート状ビームl1',l2',l3',l
4’による検出対象物11からの反射シート状ビーム
は、対物レンズ10で平行ビームのシート状ビームとさ
れ、絞り8,ビームスプリッタ61及び中継レンズ14
を介して開口絞り62に送られる。この開口絞り62は
反射シート状ビームのシート状スポットの長手方向に直
交する方向に対してのみ大きな開口数の開口を有する。
この開口絞り62を通過した4個の反射シート状ビーム
(以下、これらをまとめて反射シート状ビーム群とい
う)は、図1に示した第1の実施形態と同様、ビームス
プリッタ16〜18とミラー19〜21からなる光学系
により、4個の反射シート状ビーム群L1’,L2’,
L3’,L4'に等分割される。そして、ミラー21からの
反射シート状ビーム群L1'は、検出シート状ビーム群L
1'として、結像レンズ22によって集光されて、スリッ
トアレイ63を介しTDIセンサ67で受光され、ビー
ムスプリッタ18からの反射シート状ビーム群L2'は、
検出シート状ビーム群L2'として、結像レンズ23によ
って集光されて、スリットアレイ64を介しTDIセン
サ68で受光され、ミラー19からの反射シート状ビー
ム群L3'は、検出シート状ビーム群L3'として、結像レ
ンズ24によって集光されて、スリットアレイ65を介
しTDIセンサ69で受光され、ビームスプリッタ17
からの反射シート状ビーム群L4'は、検出シート状ビー
ム群L4'として、結像レンズ25によって集光されて、
スリットアレイ66を介しTDIセンサ70で受光され
る。
4’による検出対象物11からの反射シート状ビーム
は、対物レンズ10で平行ビームのシート状ビームとさ
れ、絞り8,ビームスプリッタ61及び中継レンズ14
を介して開口絞り62に送られる。この開口絞り62は
反射シート状ビームのシート状スポットの長手方向に直
交する方向に対してのみ大きな開口数の開口を有する。
この開口絞り62を通過した4個の反射シート状ビーム
(以下、これらをまとめて反射シート状ビーム群とい
う)は、図1に示した第1の実施形態と同様、ビームス
プリッタ16〜18とミラー19〜21からなる光学系
により、4個の反射シート状ビーム群L1’,L2’,
L3’,L4'に等分割される。そして、ミラー21からの
反射シート状ビーム群L1'は、検出シート状ビーム群L
1'として、結像レンズ22によって集光されて、スリッ
トアレイ63を介しTDIセンサ67で受光され、ビー
ムスプリッタ18からの反射シート状ビーム群L2'は、
検出シート状ビーム群L2'として、結像レンズ23によ
って集光されて、スリットアレイ64を介しTDIセン
サ68で受光され、ミラー19からの反射シート状ビー
ム群L3'は、検出シート状ビーム群L3'として、結像レ
ンズ24によって集光されて、スリットアレイ65を介
しTDIセンサ69で受光され、ビームスプリッタ17
からの反射シート状ビーム群L4'は、検出シート状ビー
ム群L4'として、結像レンズ25によって集光されて、
スリットアレイ66を介しTDIセンサ70で受光され
る。
【0074】なお、スリットアレイ63,64,65,
66と共役な検出対象物11の位置は順次異なる。ここ
では、スリットアレイ63と共役な検出対象物11の位
置が最も結像レンズ10に近く、スリットアレイ64,
65,66の順に共役な検出対象物11の位置が結像レ
ンズ10から遠くなるものとする。
66と共役な検出対象物11の位置は順次異なる。ここ
では、スリットアレイ63と共役な検出対象物11の位
置が最も結像レンズ10に近く、スリットアレイ64,
65,66の順に共役な検出対象物11の位置が結像レ
ンズ10から遠くなるものとする。
【0075】ここで、検出シート状ビーム群L1’につ
いてみると、図11に示すように、スリットアレイ63
には、この検出シート状ビーム群L1’の各検出シート
状ビームの光路上からみて開口絞り62の長手方向と直
交する4個の短冊状のスリット631,632,633,
634が互いに平行に設けられている。
いてみると、図11に示すように、スリットアレイ63
には、この検出シート状ビーム群L1’の各検出シート
状ビームの光路上からみて開口絞り62の長手方向と直
交する4個の短冊状のスリット631,632,633,
634が互いに平行に設けられている。
【0076】TDIセンサ67は4個の受光部671,6
72,673,674からなり、また、夫々の受光部671,
672,673,674は、図示しないが、複数のセル
(受光素子)から構成されている。そして、検出シート
状ビーム群L1’での収束シート状ビームl1’に対応す
る検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TD
Iセンサ67の受光部671に集光され、検出シート状
ビーム群L1’での収束シート状ビームl2’に対応する
検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDI
センサ67の受光部672に集光され、検出シート状ビ
ーム群L1’での収束シート状ビームl3’に対応する検
出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセ
ンサ67の受光部673に集光され、検出シート状ビー
ム群L1’での収束シート状ビームl4’に対応する検出
シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセン
サ67の受光部674に集光される。
72,673,674からなり、また、夫々の受光部671,
672,673,674は、図示しないが、複数のセル
(受光素子)から構成されている。そして、検出シート
状ビーム群L1’での収束シート状ビームl1’に対応す
る検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TD
Iセンサ67の受光部671に集光され、検出シート状
ビーム群L1’での収束シート状ビームl2’に対応する
検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDI
センサ67の受光部672に集光され、検出シート状ビ
ーム群L1’での収束シート状ビームl3’に対応する検
出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセ
ンサ67の受光部673に集光され、検出シート状ビー
ム群L1’での収束シート状ビームl4’に対応する検出
シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセン
サ67の受光部674に集光される。
【0077】ここで、図11における開口絞り62とス
リットアレイ63のスリット(ここでは、スリット63
1とする)との作用について、図12により、説明する。
リットアレイ63のスリット(ここでは、スリット63
1とする)との作用について、図12により、説明する。
【0078】同図において、Sは検出対象物11上での
収束シート状ビームl1'のスポットとする。このスポッ
トSにおいて、S0 は収束シート状ビームl1’が検出
対象物11の検査面に収束したときのスポットであり、
ΔSは収束シート状ビームl1'の収束点が検出対象物1
1の検査面からずれたときのスポットの増加部分であ
る。
収束シート状ビームl1'のスポットとする。このスポッ
トSにおいて、S0 は収束シート状ビームl1’が検出
対象物11の検査面に収束したときのスポットであり、
ΔSは収束シート状ビームl1'の収束点が検出対象物1
1の検査面からずれたときのスポットの増加部分であ
る。
【0079】かかるスポットSの反射シート状ビームを
開口絞り62に通すと、上記のように、この開口絞り6
2はこのスポットSの長手方向で開口数NAが小さく、
これに直交する方向に開口数NAが大きいことから、こ
の開口絞り62を通過した反射シート状ビームのスポッ
トS'は、検出対象物11の検査面に対する収束シート
状ビームl1’の収束点の位置ずれ量に応じて増加分Δ
Sが大きいものとなる。そして、かかるスポットS’を
スリット631 に通すと、このスリット631はスポッ
トSが収束シート状ビームl1’の収束点が検出対象物
11の検査面上に一致するときのスポットS0 のときの
検出シート状ビームのみを通過させる大きさ,形状に設
定されているので、スポットS' の増加部分ΔSがこの
スリット631 で除かれ、スポットS0 の部分のみがT
DIセンサ67の受光部67で受光されることになる。
従って、検出対象物11の検査面に対する収束シート状
ビームl1'の収束点の位置のずれ量が大きくなればなる
程(従って、検出対象物11の検査面がスリット631
に共役な位置からずれればずれる程)、スリット63 1を
通過したスポットS0の検出シート状ビームの光量が低
下する。従って、この検出シート状ビームを検出するこ
とにより、後述するように、検出対象物11の検査面で
の収束シート状ビームl1'の照射位置の高さを検出する
ことができるのである。
開口絞り62に通すと、上記のように、この開口絞り6
2はこのスポットSの長手方向で開口数NAが小さく、
これに直交する方向に開口数NAが大きいことから、こ
の開口絞り62を通過した反射シート状ビームのスポッ
トS'は、検出対象物11の検査面に対する収束シート
状ビームl1’の収束点の位置ずれ量に応じて増加分Δ
Sが大きいものとなる。そして、かかるスポットS’を
スリット631 に通すと、このスリット631はスポッ
トSが収束シート状ビームl1’の収束点が検出対象物
11の検査面上に一致するときのスポットS0 のときの
検出シート状ビームのみを通過させる大きさ,形状に設
定されているので、スポットS' の増加部分ΔSがこの
スリット631 で除かれ、スポットS0 の部分のみがT
DIセンサ67の受光部67で受光されることになる。
従って、検出対象物11の検査面に対する収束シート状
ビームl1'の収束点の位置のずれ量が大きくなればなる
程(従って、検出対象物11の検査面がスリット631
に共役な位置からずれればずれる程)、スリット63 1を
通過したスポットS0の検出シート状ビームの光量が低
下する。従って、この検出シート状ビームを検出するこ
とにより、後述するように、検出対象物11の検査面で
の収束シート状ビームl1'の照射位置の高さを検出する
ことができるのである。
【0080】次に、図13により、TDIセンサ67の
作用について説明する。ここでは、このTDIセンサ6
7の1つの受光部671 について説明するが、TDIセ
ンサ67の他の受光部672 ,673 ,674や他のT
DIセンサ68〜70の各受光部についても同様であ
る。
作用について説明する。ここでは、このTDIセンサ6
7の1つの受光部671 について説明するが、TDIセ
ンサ67の他の受光部672 ,673 ,674や他のT
DIセンサ68〜70の各受光部についても同様であ
る。
【0081】同図において、説明を簡単にするために、
受光部671は3個のセルa,b,cを備えており、ま
た、S0は、図12に示すように、スリット631を通過
した検出シート状ビームであって、検出対象物11のY
軸方向(図9)の3点(以下、これらを検出点という)
からの反射光量を含んでいるものとする。
受光部671は3個のセルa,b,cを備えており、ま
た、S0は、図12に示すように、スリット631を通過
した検出シート状ビームであって、検出対象物11のY
軸方向(図9)の3点(以下、これらを検出点という)
からの反射光量を含んでいるものとする。
【0082】そこで、いま、時刻t1 で検出シート状ビ
ームS0 が検出対象物11の3検出点X1,X2,X3か
らの反射光量は夫々受光部671のセルa,b,cで受
光され、このときのセルa,b,cの受光量がX1,
X2,X3とする。この時刻t1では、セルaの受光量X1
に応じたレベルの信号が外部に転送され、検出出力X1
として出力される。これとともに、受光部671内で、
セルbの受光量X2の受光情報がセルaに転送され、セ
ルcの受光量X3 の受光情報がセルbに転送される。
ームS0 が検出対象物11の3検出点X1,X2,X3か
らの反射光量は夫々受光部671のセルa,b,cで受
光され、このときのセルa,b,cの受光量がX1,
X2,X3とする。この時刻t1では、セルaの受光量X1
に応じたレベルの信号が外部に転送され、検出出力X1
として出力される。これとともに、受光部671内で、
セルbの受光量X2の受光情報がセルaに転送され、セ
ルcの受光量X3 の受光情報がセルbに転送される。
【0083】検出対象物11のY方向の移動とともに、
時刻t2では、検出シート状ビームS0 が検出対象物1
1の3検出点X2,X3,X4 からの反射光量を含むこと
になる。これら3検出点X2,X3,X4 からの反射光量
は夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X2からの反射光量X2とセ
ルbから転送された受光量X2 とが加算され、この検出
点X2 からの反射光量X2の2倍の受光量2X2の情報が
蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X3からの反射
光量X3の2倍の受光量2X3の情報が蓄積される。セル
cには、検出点X4からの反射光量X4が受光され、この
反射光量に等しい受光量X4の情報が蓄積される。しか
る後、セルaから受光量2X2に応じたレベルの信号が
外部に転送され、検出出力2X2として出力される。こ
れとともに、受光部671内で、セルbの受光量2X3
の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量X4の
受光情報がセルbに転送される。
時刻t2では、検出シート状ビームS0 が検出対象物1
1の3検出点X2,X3,X4 からの反射光量を含むこと
になる。これら3検出点X2,X3,X4 からの反射光量
は夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X2からの反射光量X2とセ
ルbから転送された受光量X2 とが加算され、この検出
点X2 からの反射光量X2の2倍の受光量2X2の情報が
蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X3からの反射
光量X3の2倍の受光量2X3の情報が蓄積される。セル
cには、検出点X4からの反射光量X4が受光され、この
反射光量に等しい受光量X4の情報が蓄積される。しか
る後、セルaから受光量2X2に応じたレベルの信号が
外部に転送され、検出出力2X2として出力される。こ
れとともに、受光部671内で、セルbの受光量2X3
の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量X4の
受光情報がセルbに転送される。
【0084】検出対象物11のY方向の移動とともに、
時刻t3では、検出シート状ビームS0が検出対象物11
の3検出点X3,X4,X5からの反射光量を含むことに
なる。これら3検出点X3,X4,X5からの反射光量は
夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X3 からの反射光量X3 と
セルbから転送された受光量2X3 とが加算され、この
検出点X3 からの反射光量X3の3倍の受光量3X3の情
報が蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X4からの
反射光量X4の2倍の受光量2X4の情報が蓄積される。
セルcには、検出点X5からの反射光量X5が受光され、
この反射光量に等しい受光量X5の情報が蓄積される。
しかる後、セルaから受光量3X3に応じたレベルの信
号が外部に転送され、検出出力3X3として出力され
る。これとともに、受光部671内で、セルbの受光量
2X4 の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量
X5の受光情報がセルbに転送される。
時刻t3では、検出シート状ビームS0が検出対象物11
の3検出点X3,X4,X5からの反射光量を含むことに
なる。これら3検出点X3,X4,X5からの反射光量は
夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X3 からの反射光量X3 と
セルbから転送された受光量2X3 とが加算され、この
検出点X3 からの反射光量X3の3倍の受光量3X3の情
報が蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X4からの
反射光量X4の2倍の受光量2X4の情報が蓄積される。
セルcには、検出点X5からの反射光量X5が受光され、
この反射光量に等しい受光量X5の情報が蓄積される。
しかる後、セルaから受光量3X3に応じたレベルの信
号が外部に転送され、検出出力3X3として出力され
る。これとともに、受光部671内で、セルbの受光量
2X4 の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量
X5の受光情報がセルbに転送される。
【0085】同様にして、時刻t4では、検出シート状
ビームS0が検出対象物11の3検出点X3,X4,X5か
らの反射光量を含むことになり、受光部671のセルa
に検出点X4からの反射光量X4の3倍の受光量3X4の
情報が蓄積され、セルbに検出点X5からの反射光量X5
の2倍の受光量2X5の情報が蓄積され、セルcに検出
点X6からの反射光量X6に等しい受光量X6の情報が蓄
積され、セルaから受光量3X4に応じたレベルの信号
が外部に転送され、検出出力3X4として出力される。
ビームS0が検出対象物11の3検出点X3,X4,X5か
らの反射光量を含むことになり、受光部671のセルa
に検出点X4からの反射光量X4の3倍の受光量3X4の
情報が蓄積され、セルbに検出点X5からの反射光量X5
の2倍の受光量2X5の情報が蓄積され、セルcに検出
点X6からの反射光量X6に等しい受光量X6の情報が蓄
積され、セルaから受光量3X4に応じたレベルの信号
が外部に転送され、検出出力3X4として出力される。
【0086】このようにして、検出対象物11の各検出
点での反射光量の3倍の受光量の受光情報がセルaから
得られることになり、検出感度が大幅に向上する。ま
た、照明系における集光効率の低下を、かかるTDIセ
ンサの採用により、補う個とができる。
点での反射光量の3倍の受光量の受光情報がセルaから
得られることになり、検出感度が大幅に向上する。ま
た、照明系における集光効率の低下を、かかるTDIセ
ンサの採用により、補う個とができる。
【0087】なお、図13の時刻t1,t2では、時刻t
3以降よりも、セルaから得られる検出出力が低いが、
これは検出動作の初期動作として検出対象物11での検
出範囲外からの検出とし、高さ算出器50(図8)での
処理対象外のものとする。
3以降よりも、セルaから得られる検出出力が低いが、
これは検出動作の初期動作として検出対象物11での検
出範囲外からの検出とし、高さ算出器50(図8)での
処理対象外のものとする。
【0088】また、先に説明した第1の実施形態でのピ
ンホールアレイ26〜29の場合と同様、検出シート状
ビームがスリットアレイ63でのこれに対するスリット
以外のスリットにかかって漏れ光が生じないように、さ
らに、該当するスリットを通過した検出シート状ビーム
がこれに対応するTDIセンサの受光部以外の受光部に
かかって漏れ光が生じないように、検出対象物11での
収束シート状ビームl 1’,l2’,l3’,l4’の間隔
やスリットアレイ63〜66でのスリットの間隔などを
設定することはいうまでもない。この場合、収束シート
状ビームl1’,l2’,l3’,l4’の間隔が広くなっ
て検出解像度が低下する場合には、図5(b)で説明し
たような走査方法を採ればよい。
ンホールアレイ26〜29の場合と同様、検出シート状
ビームがスリットアレイ63でのこれに対するスリット
以外のスリットにかかって漏れ光が生じないように、さ
らに、該当するスリットを通過した検出シート状ビーム
がこれに対応するTDIセンサの受光部以外の受光部に
かかって漏れ光が生じないように、検出対象物11での
収束シート状ビームl 1’,l2’,l3’,l4’の間隔
やスリットアレイ63〜66でのスリットの間隔などを
設定することはいうまでもない。この場合、収束シート
状ビームl1’,l2’,l3’,l4’の間隔が広くなっ
て検出解像度が低下する場合には、図5(b)で説明し
たような走査方法を採ればよい。
【0089】図14は図8におけるTDIセンサ67〜
70の受信部の配列関係を摸式的に示す図であって、6
81〜684はTDIセンサ68の図13で説明したよう
な受光部、691〜694は同じくTDIセンサ69の受
光部、701〜704は同じくTDIセンサ70の受光部
であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて
いる。
70の受信部の配列関係を摸式的に示す図であって、6
81〜684はTDIセンサ68の図13で説明したよう
な受光部、691〜694は同じくTDIセンサ69の受
光部、701〜704は同じくTDIセンサ70の受光部
であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて
いる。
【0090】同図において、TDIセンサ67の受光部
671,TDIセンサ68の受光部681,TDIセンサ6
9の受光部691 及びTDIセンサ70の受光部701
は夫々、検出対象物11からの反射シート状ビーム群の
うちの同じ収束シート状ビーム(ここでは、収束シート
状ビームl1'とする(図9))に対する検出シート状ビ
ームを受光し、TDIセンサ67の受光部672,TD
Iセンサ68の受光部682,TDIセンサ69の受光
部692及びTDIセンサ70の受光部702 は夫々、
検出対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同
じ収束シート状ビームl2’に対する検出シート状ビー
ムを受光し、TDIセンサ67の受光部673,TDI
センサ68の受光部683,TDIセンサ69の受光部
693及びTDIセンサ70の受光部703は夫々、検出
対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収
束シート状ビームl3’に対する検出シート状ビームを
受光し、TDIセンサ67の受光部674,TDIセン
サ68の受光部684,TDIセンサ69の受光部694
及びTDIセンサ70の受光部704は夫々、検出対象
物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収束シ
ート状ビームl4’に対する検出シート状ビームを受光
する。
671,TDIセンサ68の受光部681,TDIセンサ6
9の受光部691 及びTDIセンサ70の受光部701
は夫々、検出対象物11からの反射シート状ビーム群の
うちの同じ収束シート状ビーム(ここでは、収束シート
状ビームl1'とする(図9))に対する検出シート状ビ
ームを受光し、TDIセンサ67の受光部672,TD
Iセンサ68の受光部682,TDIセンサ69の受光
部692及びTDIセンサ70の受光部702 は夫々、
検出対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同
じ収束シート状ビームl2’に対する検出シート状ビー
ムを受光し、TDIセンサ67の受光部673,TDI
センサ68の受光部683,TDIセンサ69の受光部
693及びTDIセンサ70の受光部703は夫々、検出
対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収
束シート状ビームl3’に対する検出シート状ビームを
受光し、TDIセンサ67の受光部674,TDIセン
サ68の受光部684,TDIセンサ69の受光部694
及びTDIセンサ70の受光部704は夫々、検出対象
物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収束シ
ート状ビームl4’に対する検出シート状ビームを受光
する。
【0091】そこで、高さ算出器50は、先の第1の実
施形態と同様に、TDIセンサ67〜70での同じ収束
シート状ビームに対する検出シート状ビームを受光する
受光部の検出出力を処理することにより、検出対象物1
1でのこの収束シート状ビームが照射される検出点の高
さを算出する。例えば、図15では、図9での収束シー
ト状ビームl1’が照射される検出点の高さを求める方
法を示すものであって、横軸をセンサ位置(即ち、受光
部671,681,691,701 の位置)とし、縦軸を
センサ出力(即ち、受光部671,681,691,701
の検出出力)としてこれら受光部671,681,6
91,701 の検出出力をプロットし、これらプロット
点を、例えば、ガウス函数によって補間すると、破線で
示す特性が得られ、そのピークを採るセンサ位置が収束
シート状ビームl1’が照射される検出点の高さに相当
することになる。このような処理を高さ算出器50で行
なう。他の収束シート状ビームに対する検出シート状ビ
ームを受光する受光部についても、高さ算出器50で同
様の演算処理を行なうことにより、他の収束シート状ビ
ームl2’〜l4’が照射される夫々の検出点の高さを求
めることができる。
施形態と同様に、TDIセンサ67〜70での同じ収束
シート状ビームに対する検出シート状ビームを受光する
受光部の検出出力を処理することにより、検出対象物1
1でのこの収束シート状ビームが照射される検出点の高
さを算出する。例えば、図15では、図9での収束シー
ト状ビームl1’が照射される検出点の高さを求める方
法を示すものであって、横軸をセンサ位置(即ち、受光
部671,681,691,701 の位置)とし、縦軸を
センサ出力(即ち、受光部671,681,691,701
の検出出力)としてこれら受光部671,681,6
91,701 の検出出力をプロットし、これらプロット
点を、例えば、ガウス函数によって補間すると、破線で
示す特性が得られ、そのピークを採るセンサ位置が収束
シート状ビームl1’が照射される検出点の高さに相当
することになる。このような処理を高さ算出器50で行
なう。他の収束シート状ビームに対する検出シート状ビ
ームを受光する受光部についても、高さ算出器50で同
様の演算処理を行なうことにより、他の収束シート状ビ
ームl2’〜l4’が照射される夫々の検出点の高さを求
めることができる。
【0092】この第2の実施形態においても、検出対象
物11に照射する収束シート状ビームを4個以外の複数
個とすることができ、TDIセンサも上記4個以外の複
数個使用することができる。但し、夫々のTDIセンサ
は、使用する収束シート状ビームと同数の受光部を有す
ることはいうまでもない。また、各TDIセンサの受光
部でのセル数は、図13に示した3個以外の複数個とし
てもよく、検出対象物11でのその移動方向(Y軸方
向)での検出解像度などを考慮して決めることができ
る。
物11に照射する収束シート状ビームを4個以外の複数
個とすることができ、TDIセンサも上記4個以外の複
数個使用することができる。但し、夫々のTDIセンサ
は、使用する収束シート状ビームと同数の受光部を有す
ることはいうまでもない。また、各TDIセンサの受光
部でのセル数は、図13に示した3個以外の複数個とし
てもよく、検出対象物11でのその移動方向(Y軸方
向)での検出解像度などを考慮して決めることができ
る。
【0093】以上のようにして、この実施形態において
も、検出対象物11の複数の検出点の高さを同時に精度
良く検出することができ、検出速度の高速化が図れる。
も、検出対象物11の複数の検出点の高さを同時に精度
良く検出することができ、検出速度の高速化が図れる。
【0094】なお、この第2の実施形態においても、ス
リットアレイ63〜66での漏れ光やTDIセンサ67
〜70での漏れ光を防止するために、上記の式(2),
(3)で示す条件を満足しなければならない。
リットアレイ63〜66での漏れ光やTDIセンサ67
〜70での漏れ光を防止するために、上記の式(2),
(3)で示す条件を満足しなければならない。
【0095】また、例えば、TDIセンサ30〜33の
各受光部の受光面を夫々スリットアレイ26〜29の位
置に(即ち、これら受光部の受光面が、TDIセンサ3
0〜33毎に検出対象物11と異なる共役の位置関係と
なるように)配置し、かつ、図16に示すように、TD
Iセンサ30〜33において、各受光部の幅(受光部の
配列方向の幅)をスリットアレイ26〜29でのスリッ
トの幅と同等として、これら受光部間に斜線でハッチン
グして示す非受光部Eを設けるようにしてもよく、これ
により、各受光面がスリットアレイ26〜29のスリッ
トにも兼用されて、これらスリットアレイ26〜29を
省くことができる。この場合、漏れ光を防止するため
に、各受光部での受光面について、上記式(2)を満足
することが必要である。但し、この式(2)において
は、受光部の幅(即ち、受光部の開口径)がqP 、同じ
くピッチがPとなる。上記式(3)は関係ない。
各受光部の受光面を夫々スリットアレイ26〜29の位
置に(即ち、これら受光部の受光面が、TDIセンサ3
0〜33毎に検出対象物11と異なる共役の位置関係と
なるように)配置し、かつ、図16に示すように、TD
Iセンサ30〜33において、各受光部の幅(受光部の
配列方向の幅)をスリットアレイ26〜29でのスリッ
トの幅と同等として、これら受光部間に斜線でハッチン
グして示す非受光部Eを設けるようにしてもよく、これ
により、各受光面がスリットアレイ26〜29のスリッ
トにも兼用されて、これらスリットアレイ26〜29を
省くことができる。この場合、漏れ光を防止するため
に、各受光部での受光面について、上記式(2)を満足
することが必要である。但し、この式(2)において
は、受光部の幅(即ち、受光部の開口径)がqP 、同じ
くピッチがPとなる。上記式(3)は関係ない。
【0096】図17は本発明によるパターン検査装置並
びにその方法の一実施形態を示す構成図であって、72
は検出対象物、73は高さデータメモリ、74は欠陥認
識用コンピュータ、75はパターン設計位置データであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けて重複する
説明を省略する。
びにその方法の一実施形態を示す構成図であって、72
は検出対象物、73は高さデータメモリ、74は欠陥認
識用コンピュータ、75はパターン設計位置データであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けて重複する
説明を省略する。
【0097】この実施形態は、ここでは、図8〜図16
で説明した高さ形状検出装置を用いて検査対象物のパタ
ーンの欠陥を検査するものであるが、勿論、図1〜図7
で説明した高さ形状検出装置を用いることができる。
で説明した高さ形状検出装置を用いて検査対象物のパタ
ーンの欠陥を検査するものであるが、勿論、図1〜図7
で説明した高さ形状検出装置を用いることができる。
【0098】また、かかる検査対象物としては、例え
ば、セラミック基板に用いるグリーンシートに形成され
た金属微粒子の配線パターンである。この配線パターン
の厚み方向の欠陥には、例えば、かすれ,ピンホール
(高さ不足系),突起(高さ過剰系)などがある。勿
論、検査対象としては、これのみに限られるものではな
く、プリント板に形成された銅配線パターンにおける厚
み方向欠陥やプリント配線板のはんだ付け部の検査など
への適用も可能である。
ば、セラミック基板に用いるグリーンシートに形成され
た金属微粒子の配線パターンである。この配線パターン
の厚み方向の欠陥には、例えば、かすれ,ピンホール
(高さ不足系),突起(高さ過剰系)などがある。勿
論、検査対象としては、これのみに限られるものではな
く、プリント板に形成された銅配線パターンにおける厚
み方向欠陥やプリント配線板のはんだ付け部の検査など
への適用も可能である。
【0099】図17において、上記のような検査対象物
72は、XYステージ12にワークホルダ13を介して
固定される。図8〜図16で説明したようにして高さ算
出器50によって算出した検査対象物72の検査領域の
高さデータは、順次高さデータメモリ73に格納され
る。欠陥認識用コンピュータ74は、制御用コンピュー
タ51による制御のもとに、高さデータメモリ73に格
納された高さデータとパターン設計位置データ75を読
み出し、これらデータに基づいて検査対象物72である
グリーンシートでの配線パターンの欠陥判定処理を行な
う。その検査結果は図示しない表示装置に表示され、ユ
ーザはこれをみて欠陥の有無やその原因を知ることがで
きる。
72は、XYステージ12にワークホルダ13を介して
固定される。図8〜図16で説明したようにして高さ算
出器50によって算出した検査対象物72の検査領域の
高さデータは、順次高さデータメモリ73に格納され
る。欠陥認識用コンピュータ74は、制御用コンピュー
タ51による制御のもとに、高さデータメモリ73に格
納された高さデータとパターン設計位置データ75を読
み出し、これらデータに基づいて検査対象物72である
グリーンシートでの配線パターンの欠陥判定処理を行な
う。その検査結果は図示しない表示装置に表示され、ユ
ーザはこれをみて欠陥の有無やその原因を知ることがで
きる。
【0100】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出器としてラインセンサを使用して、検出対象物の検
出点を複数同時に検出するものであるから、死角をなく
し、高い検出精度でかつ高い検出速度で立体形状の検出
を行なうことができる。
検出器としてラインセンサを使用して、検出対象物の検
出点を複数同時に検出するものであるから、死角をなく
し、高い検出精度でかつ高い検出速度で立体形状の検出
を行なうことができる。
【0101】本発明によれば、検出器としてTDIセン
サを使用して、検出対象物の検出点を複数同時に検出す
るものであるから、さらに、検出感度を高めることが可
能となり、また、照明系における集光効率の低下を補う
ことができる。
サを使用して、検出対象物の検出点を複数同時に検出す
るものであるから、さらに、検出感度を高めることが可
能となり、また、照明系における集光効率の低下を補う
ことができる。
【図1】本発明による立体形状検出装置及びその方法の
第1の実施形態を示す構成図である。
第1の実施形態を示す構成図である。
【図2】図1における検出系の1チャンネルと照明系と
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図3】図1におけるラインセンサのセルの配列関係を
摸式的に示す図である。
摸式的に示す図である。
【図4】図1における高さ算出器による高さ算出方法の
一具体例を示す図である。
一具体例を示す図である。
【図5】図1に示す第1の実施形態での検査対象物に対
する収束ビームによる走査方法を示す図である。
する収束ビームによる走査方法を示す図である。
【図6】図1での検出対象物の高さが変化した場合のラ
インセンサでの検出ビームのようすを示す図である。
インセンサでの検出ビームのようすを示す図である。
【図7】図1での検出対象物での高さが異なる部分に照
射された2つの隣接する収束ビームに対する検出ビーム
のピンホールアレイでの様子を示す図である。
射された2つの隣接する収束ビームに対する検出ビーム
のピンホールアレイでの様子を示す図である。
【図8】本発明による立体形状検出装置及びその方法の
第2の実施形態を示す構成図である。
第2の実施形態を示す構成図である。
【図9】図8における検出系の1チャンネルと照明系と
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図10】図9における液晶スリットの一具体例を説明
する図である。
する図である。
【図11】図9での検出系の要部を1チャンネルについ
て示す図である。
て示す図である。
【図12】図9でのスリットアレイの作用を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図13】図9でのTDIセンサの動作を説明するため
の図である。
の図である。
【図14】図8におけるTDIセンサの受光部の配列関
係の一具体例を摸式的に示す図である。
係の一具体例を摸式的に示す図である。
【図15】図8における高さ算出器による高さ算出方法
の一具体例を示す図である。
の一具体例を示す図である。
【図16】図8におけるTDIセンサの受光部の配列関
係の他の具体例を摸式的に示す図である。
係の他の具体例を摸式的に示す図である。
【図17】本発明によるパターン検査装置の一実施形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
1 レーザ光源 2 ビームエキスパンダ 3 シリンドリカルレンズ 4 マイクロレンズアレイ 5 ピンホールアレイ 6 コリメートレンズ 7 偏光ビームスプリッタ 8 絞り 9 1/4波長板 10 対物レンズ 11 検出対象物 12 XYステージ 13 ワークホルダ 14,15 中継レンズ 16〜18 ビームスプリッタ 19〜21 ミラー 22〜25 結像レンズ 26〜29 ピンホールアレイ 261〜264 ピンホール 30〜33 ラインセンサ 301〜334 セル(受光素子) 34〜37 アンプ 38〜41 A/D変換器 42〜45 シェーデイング補正回路 46〜49 画像メモリ 50 高さ算出回路 51 制御用コンピュータ 52 ステージコントロール基板 53 ドライバ 54 カメラコントロール基板 55 光学系 56 照明光源 57 集光レンズ 58 ピンホール 59 照射レンズ 60 液晶アレイ 61 ビームスプリッタ 62 開口 63〜66 スリットアレイ 67〜70 TDIセンサ 671〜704 受光部 71 液晶ドライバ 72 検査対象物 73 高さデータメモリ 74 欠陥認識用コンピュータ 75 パターン設計位置データ
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA24 AA53 BB02 BB05 CC01 DD00 DD05 DD06 EE00 FF01 FF10 FF42 FF49 GG04 HH04 HH05 HH08 HH13 JJ01 JJ05 JJ09 JJ25 LL04 LL08 LL09 LL10 LL12 LL28 LL30 LL36 LL37 LL46 LL59 MM03 NN11 NN20 PP12 QQ03 QQ24 QQ28 QQ29 QQ32
Claims (6)
- 【請求項1】 直線状かつ離散的に配列されたn個(但
し、nは2以上の整数)の点状スポットの収束ビームを
検出対象物に照射する照明手段と、 該収束ビームの該検出対象物からのn個の反射ビームか
らなる反射ビーム群をm個(但し、mは2以上の整数)
の反射ビーム群に等分割する光学手段と、 該光学手段で分割された該反射ビーム群毎に設けられ、
該反射ビーム群のn個の反射ビームを検出ビームとして
結像させるm個の結像レンズと、 該結像レンズ毎に設けられ、該結像レンズで結像される
n個の該検出ビームを別々に受光するn個のセルを備え
たm個のラインセンサと、 m個の該ラインセンサの該セル毎の検出出力を処理し、
該検出対象物での該収束ビームが照射されるn個の照射
点の高さを同時に算出する高さ算出手段とを有してお
り、 m個の該ラインセンサと共役となる該検出対象物の位置
が該ラインセンサ毎に異なるように、該ラインセンサ夫
々が配置され、 該高さ算出手段は、m個の該ラインセンサでの、該検出
対象物からの同じ該反射ビームから該光学手段によって
分割された夫々の検出ビームを受光するセルの受光量を
処理することにより、該検出対象物での該収束ビームの
照射点の高さを算出することを特徴とする立体形状検出
装置。 - 【請求項2】 検出対象物の移動方向を長手方向とし該
検出対象物の移動方向に対して直交する方向に配列され
たn個(但し、nは2以上の整数)のスポット形状をシ
ート状とする収束シート状ビームを該検出対象物に照射
する照明手段と、 該収束シート状ビームが照射される該検出対象物のn個
の検出点からの反射シート状ビームを反射シート状ビー
ム群として、該反射シート状ビームの長手方向に開口数
が小さく、かつ該反射シート状ビームの幅方向に開口数
が大きい開口を有し、該反射ビーム群を該開口を通過さ
せる開口絞りと、 該開口絞りの開口を通過した該反射シート状ビーム群を
m個(但し、mは2以上の整数)に等分割して、m個の
反射シート状ビーム群を形成する光学手段と、 該光学手段で分割されたm個の該反射シート状ビーム群
毎に設けられ、該反射シート状ビーム群のn個の該反射
シート状ビームを検出シート状ビームとして結像させる
m個の結像レンズと、 該結像レンズ毎に設けられ、該結像レンズで結像される
n個の該検出シート状ビームを別々に受光するn個の受
光部を備えたm個のTDIセンサと、 m個の該TDIセンサの該受光部毎の検出出力を処理
し、該検出対象物での該収束シート状ビームが照射され
るn個の照射点の高さを同時に算出する高さ算出手段と
を有しており、 m個の該TDIセンサは、これと共役となる該検出対象
物の位置を互いに異にし、 該TDIセンサの各受光部はk個(但し、kは2以上の
整数)のセルを有し、該受光部のセルに同じ該検出シー
ト状ビームが入射され、該セル間で順次受光情報が転送
されることにより、該検出対象物の同一検出点からの反
射光量が積算されるものであって、 該高さ算出手段は、m個の該TDIセンサでの、該検出
対象物からの同じ該反射シート状ビームから該光学手段
によって分割された夫々の検出シート状ビームを受光す
る該受光部の受光量を処理することにより、該検出対象
物での該収束シート状ビームの照射点の高さを算出する
ことを特徴とする立体形状検出装置。 - 【請求項3】 直線状かつ離散的に配列されたn個(但
し、nは2以上の整数)の点状スポットの収束ビームを
検出対象物に照射して得られるn個の反射ビームからな
る反射ビーム群を等分割して、夫々n個の検出ビームか
らなるm個(但し、mは2以上の整数)の検出ビーム群
とし、 該検出ビーム群毎に設けられたラインセンサに該当する
該検出ビーム群を集光して受光させ、 m個の該ラインセンサは、n個のセルを有して、共役と
なる該検出対象物の位置を互いに異し、 m個の該ラインセンサでの同じ該反射ビームから分割さ
れた検出ビームを受光する1つずつの該セルの検出出力
をまとめて処理して、該反射ビームが得られる該検出対
象物の該収束ビームの照射点の高さを算出することによ
り、該検出対象物でのn個の該収束ビームの照射点の高
さを同時に検出するようにしたことを特徴とする立体形
状検出方法。 - 【請求項4】 検出対象物の移動方向を長手方向とし該
検出対象物の移動方向に対して直交する方向に配列され
たn個(但し、nは2以上の整数)のスポット形状がシー
ト状の収束シート状ビームを該検出対象物に照射して、
該収束シート状ビームが照射される該検出対象物のn個
の検出点夫々からのスポット形状がシート状の反射シー
ト状ビームからなる反射シート状ビーム群を、該反射シ
ート状ビームのスポットの長手方向に対して幅方向の開
口数が大きい開口を通過させ、 該開口を通過した該反射シート状ビーム群をm個(但
し、mは2以上の整数)に等分割して、夫々がn個の検
出シート状ビームからなるm個の検出ビーム群とし、 m個の該検出シート状ビーム群毎に設けられたTDIセ
ンサに該当する該検出シート状ビーム群を集光して受光
させ、 m個の該TDIセンサは夫々、該当する同じ検出シート
状ビーム群のn個の検出シート状ビームを別々に受光す
るn個の受光部を有して、共役となる該検出対象物の位
置を互いに異にし、 該受光部は夫々、k個(但し、kは2以上の整数)のセ
ルを有し、k個の該セルに同じ該検出シート状ビームが
入射されて、該セル間で順次受光情報が転送されること
により、該検出対象物の同一検出点からの反射シート状
ビームによる受光量が積算され、 m個の該TDIセンサでの同じ該反射シート状ビームか
ら分割された検出シート状ビームを受光する1つずつの
該セルの検出出力を処理して、該検出対象物の該検出点
の高さを算出することにより、該検出対象物での該収束
シート状ビームが照射されるn個の検出点の高さを同時
に検出するようにしたことを特徴とする立体形状検出方
法。 - 【請求項5】 請求項1または2に記載の立体形状検出
装置を用いたパターン検査装置であって、 前記検出対象物の表面にパターンが形成されており、 前記高さ算出手段で得られた前記検出対象物の表面の高
さ情報に基づいて、該パターンの欠陥を検出する欠陥検
出手段を備えることを特徴とするパターン検査装置。 - 【請求項6】 請求項3または4に記載の立体形状検出
方法を用いたパターン検査方法であって、 前記検出対象物の表面にパターンが形成されており、 算出された前記検出対象物の表面の高さ情報に基づい
て、該パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段を備える
ことを特徴とするパターン検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000062155A JP2001249013A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 立体形状検出装置及びパターン検査装置、並びにそれらの方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000062155A JP2001249013A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 立体形状検出装置及びパターン検査装置、並びにそれらの方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001249013A true JP2001249013A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=18582200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000062155A Pending JP2001249013A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 立体形状検出装置及びパターン検査装置、並びにそれらの方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001249013A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007503572A (ja) * | 2003-08-14 | 2007-02-22 | サイトノーム インコーポレーテッド | 粒子分類システム用光検出器 |
JP2008139268A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Toshiba Solutions Corp | 表面形状測定装置 |
CN102782446A (zh) * | 2010-01-18 | 2012-11-14 | 株式会社高永科技 | 板检测装置 |
-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000062155A patent/JP2001249013A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007503572A (ja) * | 2003-08-14 | 2007-02-22 | サイトノーム インコーポレーテッド | 粒子分類システム用光検出器 |
JP2009282049A (ja) * | 2003-08-14 | 2009-12-03 | Cytonome Inc | 粒子分類システム用光検出器 |
US8964184B2 (en) | 2003-08-14 | 2015-02-24 | Cytonome/St, Llc | Optical detector for a particle sorting system |
US9752976B2 (en) | 2003-08-14 | 2017-09-05 | Cytonome/St, Llc | Optical detector for a particle sorting system |
US10520421B2 (en) | 2003-08-14 | 2019-12-31 | Cytonome/St, Llc | Optical detector for a particle sorting system |
US11002659B2 (en) | 2003-08-14 | 2021-05-11 | Cytonome/St, Llc | Optical detector for a particle sorting system |
JP2008139268A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Toshiba Solutions Corp | 表面形状測定装置 |
CN102782446A (zh) * | 2010-01-18 | 2012-11-14 | 株式会社高永科技 | 板检测装置 |
JP2013517474A (ja) * | 2010-01-18 | 2013-05-16 | コー・ヤング・テクノロジー・インコーポレーテッド | 基板検査装置 |
US9046498B2 (en) | 2010-01-18 | 2015-06-02 | Koh Young Technology Inc. | Board inspection apparatus using multiple cameras |
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