JP2009264739A - 光学式外観検査装置及び光学式外観検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検査体9に検査光4を照射する検査光照射部と、該検査光照射部から照射された検査光4に対して被検査体9を位置決めする位置決め部8と、被検査体9に反射した検査光4の反射光と被検査体9を透過した検査光4の透過光とのうち少なくとも一方を受光する受光部と、該受光部で受光した前記反射光と前記透過光とのうち少なくとも一方に基づいて画像処理を行う画像処理部とを備えた光学式外観検査装置において、内部に被検査体9を収容すると共に液体Wが充填されて、被検査体9に向かう検査光4を屈折させる液浸収容部a5を備えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
光学式外観検査装置に係る第一の解決手段として、被検査体に検査光を照射する検査光照射部と、該検査光照射部から照射された前記検査光に対して前記被検査体を位置決めする位置決め部と、前記被検査体に反射した前記検査光の反射光と前記被検査体を透過した前記検査光の透過光とのうち少なくとも一方を受光する受光部と、該受光部で受光した前記反射光と前記透過光とのうち少なくとも一方に基づいて画像処理を行う画像処理部とを備えた光学式外観検査装置において、内部に前記被検査体を収容すると共に液体が充填されて、前記被検査体に向かう検査光を屈折させる液浸収容部を備える、という手段を採用する。
これにより、被検査体に向かう検査光が液体で屈折して被検査体に照射される。
これにより、透明窓から検査光を取り込んで被検査体に検査光を照射することができる。
これにより、液浸収容部を検査光照射部や位置決め部から別離することができる。
これにより、被検査体に向かう検査光が複数回屈折する。
図1は、本発明の実施の形態に係るレチクル検査装置(光学式外観検査装置)Aの概略構成図である。図1に示すように、レチクル検査装置Aは、検査光照射部a1と、位置決め部a2と、受光部a3と、画像検査部a4と、液浸収容部a5とを備えている。
レーザ発振器1は、レーザ光2の光源であり、解像度向上のために例えば波長266nmの遠紫外光が用いられる。
スキャン光学系3は、レーザ発振器1から射出されたレーザ光2を走査するものであり、例えば、音響光学素子(AOD)やガルバノミラー、ポリゴンミラーなどが用いられる。
伝播光学系5は、スキャン光学系3が走査した走査光(検査光)4を伝搬するものであり、本実施形態においては、遠紫外光を透過するのに最適な合成石英製のレンズを用いている。
対物レンズ7は、伝播光学系5を介した走査光4をより小さいスポットに集光するためのものであり、本実施形態においてはNA0.8のものを用いている。なお、対物レンズ7は、走査光4を十分に集光するためにNA0.8以上のものを用いるのが良い。
ハーフミラー6は、伝播光学系5と対物レンズ7との間に配されて、検査光照射部a1から照射された走査光4のうちレチクル9に反射された走査反射光4bを取り出すものである。なお、ハーフミラー6の代わりに、偏光ビームスプリッターを用いてもよいが、この場合は直線偏光のレーザ光を波長板等で偏光操作して分離効率を上げる構成が好ましい。
第一光電変換素子11と第二光電変換素子13は、それぞれ走査透過光4aと走査反射光4bとに係る光強度を検出し、この光強度に応じた電気信号11´,13´を画像検査部a4に供給するものである。第一光電変換素子11と第二光電変換素子13は微弱光を検出可能で応答性が速いものが好ましく、例えば、フォトダイオードなどが用いられる。
このように、レチクル検査装置Aは、検査光照射部a1と位置決め部a2と受光部a3とから構成されるスキャナ光学系20を備えている。
液浸収容部a5は、内部がレチクル9の収容空間100Sとなったカセット状の液浸カセット100と、収容空間100Sに封入された真水Wとからなる。すなわち、レチクル9は、真水Wに浸された状態で液浸カセット100に固定収容されている。
この液浸カセット100は、検査光照射部a1や位置決め部a2から独立しており、ステージ8から脱着することができるようになっている。そして、図2に示すように、液浸カセット100がステージ8に位置決めされることで、レチクル9がレーザ光2に対して同時に位置決めされるようになっている。
図1に示すように、レーザ発振器1により射出されたレーザ光2は、スキャン光学系3に走査されて走査光4となる。この走査光4は、伝播光学系5によって所望のビーム径、走査幅に変換されて、ハーフミラー(もしくは偏光ビームスプリッター)6を透過する。その後、対物レンズ7によって液浸カセット100に内蔵されたレチクル9上に集光かつ走査される。
従来では、図3に示すように、対物レンズ7によって角度θで集光された走査光4が空気中に保持されたレチクル9に照射されていた。これに対し、レチクル検査装置Aでは、図2に示すように、レチクル9は液浸カセット100によって液浸されているため、対物レンズ7によって同じ角度θで集光された走査光4が屈折して角度θ‘(<θ)でレチクル9に照射される。
NA=n×sinθ…(1)
ここで、関係式(1)におけるθは、入射光(走査光)が光軸Pとなす角度である。
また、解像度εと対物レンズのNAと検査光の波長λとの関係は、次の関係式(2)で表される。
ε=k×λ/NA…(2)
ここで、関係式(2)におけるkは、光学系によって決まる定数である。
また、上記関係式(1)より、NAが一定の場合には、屈折率nが大きくなると角度θは約1/nに小さくなり、上記関係式(2)により、波長λ及び解像度εが一定の場合には、NAが一定となる。つまり、角度θが1/nに小さくなると焦点深度はn倍大きくなる。
このように、液浸を用いれば高解像度を維持して焦点深度拡大の効果が得られる。
また、液浸カセット100は、レチクル検査装置Aから取り外してメンテナンスができるので、運用性・保守性も向上する。
さらに、スキャナ方式のようにステージ8が絶えず動いて撮像しても、真水Wに流れが生じないので、屈折率の乱れを防止して光学特性が変化、解像度の悪化、画像ムラが発生することを防止することができる。
また、対物レンズ7と真水Wが接触しないので対物レンズ7が汚染されることを防止することができる。
図4は、レチクル検査装置Aの変形例A´を示した図である。なお、レチクル検査装置Aと同様の構成のものは、同一の符号を付している。
図4に示すように、変形例A´は、対物レンズ7とウインドウ101との間に液体媒質で満たした液体充填部200を設け、その内部に対物レンズ7を配置している。この場合は、ウインドウ101で液体媒質が二分割されているため、対物レンズ7の汚染回避や二つの液体を異なる屈折率とする設計が可能となって、レンズ設計に自由度が生まれる利点を有する。但し、対物レンズ7を含めた装置全体を液浸対応とする必要がある。
また、上述した実施の形態では、液浸収容部a5に封入した液体に真水Wを用いたが他の液体を用いてもよい。
また、上述した実施の形態では、ステージ8を絶えず動く構成のものとしたが、ステッパのようにステップ送り方式としてもよい。
また、上述した実施の形態では、受光部a3を第一光電変換素子11と第二光電変換素子13とを用いて構成したが、一方のみで構成してもよい。すなわち、製造上の欠陥のみを検査する場合には走査反射光4bのみから検査画像を取得すればよいことが多く、また、異物の付着を検査する場合には、走査透過光4aからのみ検査画像を取得すればよいことが多いからである。
4a…走査透過光(透過光)
4b…走査反射光(反射光)
9…レチクル(被検査体)
14…画像処理装置(画像処理部)
100…液浸カセット(容器)
101…ウインドウ(透明窓)
200…液体充填部
A…レチクル検査装置(光学式外観検査装置)
a1…検査光照射部
a2…位置決め部
a3…受光部
a5…液浸収容部
W…真水(液体)
Claims (5)
- 被検査体に検査光を照射する検査光照射部と、
該検査光照射部から照射された前記検査光に対して前記被検査体を位置決めする位置決め部と、
前記被検査体に反射した前記検査光の反射光と前記被検査体を透過した前記検査光の透過光とのうち少なくとも一方を受光する受光部と、
該受光部で受光した前記反射光と前記透過光とのうち少なくとも一方に基づいて画像処理を行う画像処理部とを備えた光学式外観検査装置において、
内部に前記被検査体を収容すると共に液体が充填されて、前記被検査体に向かう検査光を屈折させる液浸収容部を備えることを特徴とする光学式外観検査装置。 - 前記液浸収容部は、前記検査光を入光させる透明窓を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学式外観検査装置。
- 前記液浸収容部は、脱着可能な容器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学式外観検査装置。
- 内部に液体が充填されると共に前記検査光照射部と前記液浸照射部との間に配されて、前記液浸収容部に入射する前記検査光を予備的に屈折させる液体充填部を備えることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の光学式外観検査装置。
- 予め被検査体を液体中に配置し、前記液体の液面から前記液体中の前記被検査体に検査光を照射して、前記被検査体に反射した前記検査光の反射光と前記被検査体を透過した前記検査光の透過光とのうち少なくとも一方を受光した後に、受光した前記反射光と前記透過光とのうち少なくとも一方に基づき画像処理を行って、前記被検査体の外観を検査することを特徴とする光学式外観検査方法。
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