JP3670068B2

JP3670068B2 - Microscope and focus setting method thereof

Info

Publication number: JP3670068B2
Application number: JP34408695A
Authority: JP
Inventors: 寛浮草; 茂立川
Original assignee: IHI Scube Co Ltd
Current assignee: IHI Scube Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JPH09184709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡及びその焦点設定方法に係わり、特に顕微鏡用ガラス層厚み補正器を用いた共焦点走査方式レーザ顕微鏡及びその焦点設定の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−１４０３９３号公報等に共焦点走査方式レーザ顕微鏡を用いた半導体製造用マスク（以下マスクという）の検査、及び該マスクを形成するガラス基板の厚さ偏差による検査精度の低下を顕微鏡用ガラス層厚み補正器（以下単に厚み補正器という）を用いて補正する技術が開示されている。
【０００３】
このような厚み補正器を用いた共焦点走査方式レーザ顕微鏡において、該厚み補正器の光透過層の厚さ設定は、レーザマイクロメータ等の厚さ計測器を用いてガラス基板の厚さ等を実測することによって、光透過層とガラス基板とを合計した厚さが一定の基準厚となるように行われていた。また、マスクは厚さによっていくつかの種類に分類されており、従来の光透過層の厚さ設定はマスクの種類が変わると最初のマスクの計測を行う前に行われ、以後同一種類のマスクについてはこの設定のまま計測が行われる。そして、このように光透過層とガラス基板とを合計した厚さが基準厚となる状態で、共焦点走査方式レーザ顕微鏡の焦点がガラス基板の下端面に合うように設定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記光透過層の厚さ設定方法は、ガラス基板の厚さ等の物理的な計測に基づくものであり光学的な厚さに基づくものではないため、ガラス基板の材質の変化等による設定誤差が含まれるという問題点があった。また、マスクの種類が変わると最初のマスクの計測を行う前に１回だけ光透過層の厚さ設定が行われるので、以後の同一種類のマスクの計測時に温度変化等の要因によって光透過層とガラス基板とを合計した厚さが基準圧に対して変動るため、共焦点走査方式レーザ顕微鏡の焦点がずれるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、以下の点を目的としている。
（１）周囲温度の変化に対して安定した計測を行うことが可能な顕微鏡を提供する。
（２）焦点調整が容易な顕微鏡を提供する。
（３）計測対象物のガラス層の光学的な厚さに基づいて光透過層の厚さを設定することが可能な顕微鏡の焦点設定方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を果たすために、第１の手段として、ステージ上に載置された計測対象物のガラス層の厚さに応じて厚みが設定される光透過層を介して、入射光を対物レンズによってガラス層の下端面に集光して照射するとともに、計測対象物からの反射光の強度を光透過層と対物レンズを介して光検出器によって検出することにより下端面上に形成された対象部の寸法を計測する顕微鏡において、鏡面が下端面と平行になるようにステージ上に設置され、入射光の光軸方向における下端面からの鏡面の位置が所定位置に設定された基準マークを具備し、該鏡面と下端面との位置の差、及び鏡面に対する反射光の強度に基づいて光透過層の厚さと対物レンズの焦点位置とが設定されるという手段が採用される。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において入射光の光軸方向における鏡面の位置が下端面と同一位置に設定されるという手段が採用される。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または第２の手段においてステージが水平方向に移動自在であり、該ステージの駆動によって計測対象物あるいは基準マークに入射光が択一的に照射されるという手段が採用される。
【０００９】
第４の手段として、ステージ上に載置された計測対象物のガラス層の厚さに応じて厚みが設定される光透過層を介して、入射光を対物レンズによってガラス層の下端面に集光して照射するとともに、計測対象物からの反射光の強度を光透過層と対物レンズを介して検出することにより下端面上に形成された対象部の寸法を計測する顕微鏡の焦点設定方法であって、ステージ上に鏡面が下端面と平行になるように基準マークを設置して入射光の光軸方向における鏡面の下端面からの距離を計測する工程と、光透過層の厚さを所定の厚さに調節する工程と、鏡面に入射光を照射して反射光の強度を検出する工程と、該反射光の強度が最大となるように対物レンズの位置を設定する工程と、下端面からの鏡面の距離だけ対物レンズの位置を補正する工程と、計測対象物に入射光を照射して反射光の強度が最大となるように光透過層の厚さを調節する工程とを有する手段が採用される。
【００１０】
第５の手段として、上記第４の手段において入射光の光軸方向における鏡面の位置が下端面と同一位置に設定されるという手段が採用される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図３を参照して、本発明に係わる顕微鏡及びその焦点設定方法の一実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態における顕微鏡の光学系の構成図である。この図において、符号１はレーザ発振器（光源）であり、例えば波長３２５ｎｍ（ナノメートル）のシングルモードレーザ光を反射鏡２に向けて出力する。反射鏡２はレーザ光を反射鏡３に向けて反射させる。反射鏡３は、レーザ光を入射光としてビームスプリッタ４に向けて反射する。
【００１３】
ビームスプリッタ４は、上記反射鏡３から入射された入射光を集束レンズ５に伝搬させるとともに、該集束レンズ５に伝搬させた入射光が以下に説明する計測対象物すなわちマスクＡに反射して得られる反射光を反射鏡６に向けて反射する。集束レンズ５は、入射光をピンホール７に設けられた孔に向けて収束させるとともに、上記反射光を平行光にしてビームスプリッタ４に伝搬させる。
【００１４】
ピンホール７は小径の孔が設けられた遮蔽板であり、入射光を回折させて１／４λ位相板８に伝搬させるとともに、反射光のうち孔に入射された反射光のみを上記集束レンズ５に向けて通過させる。１／４λ位相板８は、入射光の位相を１／４波長シフトさせてコリメータレンズ９に伝搬させるとともに、反射光を１／４波長シフトさせて上記ピンホール７に伝搬させる。コリメータレンズ９は、ピンホール７によって回折された入射光を平行光にして反射鏡１０に伝搬させるとともに、反射光をピンホール７の孔に向けて収束させる。
【００１５】
反射鏡１０は、入射光を全反射して対物レンズ１１に向けて伝搬させるとともに、反射光を全反射して上記コリメータレンズ９に向けて伝搬させる。対物レンズ１１は、入射光を収束させて以下に説明する光透過層１２ａを介して計測対象物であるマスクＡに垂直に照射するとともに、反射光を平行光にして上記反射鏡１０に向けて伝搬させる。この対物レンズ１１は、光軸Ｐ1に沿って移動可能に構成されており、その位置をサブミクロン・オーダーで高精度に検出する位置検出器が備えられている。
【００１６】
厚さ補正器１２は、例えば特開平７−１４０３９３号公報に開示されたものであり、以下に説明するガラス基板（ガラス層）Ａ1と同一の屈折率を有するとともにその厚さが可変可能な光透過層１２ａを備える。該光透過層１２ａは、ガラス基板Ａ1の厚さと自らの厚さが常に一定の基準厚Ｖとなるようにその厚さが設定されるものである。
【００１７】
マスクＡは、図２の側断面図に示すように、一定の厚さＬを有するガラス基板Ａ1の片面にエッチング等によってクロムパターン（対象部）Ａ2が形成されたものであり、該クロムパターンＡ2の線幅Ｌ1等が当該顕微鏡による計測対象とされる。この線幅Ｌ1の計測に当たりマスクＡは、図示するようにガラス基板Ａ1が対物レンズ１１側（クロムパターンＡ2が下側）とされてスキャナ１４上に載置される。
【００１８】
マスクＡに照射された入射光は該マスクＡによって反射され、反射光として厚さ光透過層１２ａ及び上述した各構成要素を経由してビームスプリッタ４によって反射鏡６に向けて反射され光検出器１３に入射される。ここで、該反射光は、１／４λ位相板８を２回通過することになるので１／２波長の位相シフトがなされるのでビームスプリッタ４において反射される。光検出器１３は、例えば光電子増倍管であり、このようにして入射された反射光の強度を電気信号として検出する。
【００１９】
スキャナ１４は、マスクＡに照射される入射光を走査するために紙面に垂直な方向にマスクＡを振動させるものであり、Ｘ−Ｙステージ１５上に固定されている。Ｘ−Ｙステージ１５は、上記マスクＡを矢印Ｘ方向に移動させてマスクＡの操作位置を順次ずらすものである。また、このＸ−Ｙステージ１５上にはキャリブレーションマーク部材（基準マーク）Ｂが固定されている。
【００２０】
該キャリブレーションマーク部材Ｂは上面側（対物レンズ１１側）に高反射膜Ｂ1を有し、例えばスキャナ１４と同一材によって形成されるものであり、高反射膜Ｂ1の表面（鏡面）の光軸Ｐ1に沿った位置Ｙ0は上記マスクＡの下端面Ａ3と同一位置となるように、例えばスペーサ等を介することにより高さ調整がなされてＸ−Ｙステージ１５に固定されている。
【００２１】
次に、このように構成された顕微鏡において、マスクＡの計測に先立って行われるマスクＡの下端面Ａ3への対物レンズ１１の焦点設定の方法について図３を参照して説明する。
【００２２】
まずＸ−Ｙステージ１５が操作されて、図示するように対物レンズ１１の下にキャリブレーションマーク部材Ｂが配置される。そして、厚さ補正器１２の光透過層１２ａの厚さが、例えば基準圧Ｖに設定される。この場合、光透過層１２ａの厚さはレーザマイクロメータ等の厚さ計測器を用いることにより高精度に設定される。
【００２３】
続いて、キャリブレーションマーク部材Ｂの高反射膜Ｂ1の表面に入射光を照射し、光検出器１３の出力が最大、すなわちピンホール７を通過する反射光の光量が最大となるように対物レンズ１１を位置Ｙ1に移動させる。この状態において、高反射膜Ｂ1の表面とマスクＡの仮想面Ａ3とは同一位置となるように設定されているので、対物レンズ１１の焦点はマスクＡの下端面Ａ3の位置に合わされたことになる。
【００２４】
なお、高反射膜Ｂ1の表面の位置とマスクＡの下端面Ａ3の位置とを同一位置としない場合には、予め各位置の偏差ｈをレーザマイクロメータ等の計測手段によって計測しておき、該偏差ｈだけ対物レンズ１１の位置を補正することによって、対物レンズ１１の焦点をマスクＡの下端面Ａ3の位置に合わせることができる。この場合、高反射膜Ｂ1の表面の位置は少なくとも対物レンズ１１の焦点設定の範囲内、例えば下端面Ａ3に対して０．３ｍｍ以内に設定する必要がある。
【００２５】
この状態で、キャリブレーションマーク部材Ｂに代わってマスクＡが対物レンズ１１の下に配置されて、光検出器１３の出力が最大となるように光透過層１２ａの厚さが設定されて焦点設定が終了する。
【００２６】
このように焦点調整された顕微鏡によりクロムパターンＡ2の線幅Ｌは以下のように計測される。すなわち、対物レンズ１１はガラス基板Ａ1の下端面（クロムパターンＡ2との接合面）Ａ3に焦点が合うように光軸Ｐ1に沿って移動させられて光検出器１３によって検出され反射光の強度が最大となる位置に設定される。この場合、クロムパターンＡ2の有無によって反射光の強度が異なるので該強度変化に基づいて線幅Ｌが計測される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような効果を奏する。
（１）鏡面が前記下端面と平行になるように前記ステージ上に設置され、入射光の光軸方向における下端面からの鏡面の位置が所定位置に設定された基準マークを具備し、該鏡面と下端面との位置の差及び鏡面に対する反射光の強度に基づいて光透過層の厚さと対物レンズの焦点位置とが設定されるので、計測対象物のガラス層の光学的な厚さに基づいて高精度に光透過層の厚さが調節されて対物レンズの焦点位置が設定される。
（２）ステージを移動させることにより容易に計測対象物計あるいは基準マークに入射光を照射することができるので、対物レンズの焦点位置の設定が容易である。
（３）同一ステージ上に計測対象物と基準マークとが取り付けられるので、周囲温度の変化による熱膨張等に起因して計測対象物の下端面の位置と基準マークの表面位置とが同時に変動するので、周囲温度の変化に対して安定して計測対象物の計測を行うことができる。
（４）計測対象物の計測時に物理的に該計測対象物の厚さを計測する厚さ計測器を用いる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる顕微鏡及びその焦点設定方法において、顕微鏡の光学系の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係わる顕微鏡及びその焦点設定方法において、対物レンズの焦点調整時における光学系の構成図である。
【図３】本発明に係わる顕微鏡及びその焦点設定方法において計測対象とされるマスクの構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
１レーザ発振器
２，３，６、１０反射鏡
４ビームスプリッタ
５集束レンズ
７ピンホール
８１／４λ位相板
９コリメータレンズ
１１対物レンズ
１２厚さ補正器
１２ａ光透過層
１３光検出器
１４スキャナ
１５Ｘ−Ｙステージ
Ａマスク
Ａ1 ガラス基板
Ａ2 クロムパターン
Ａ3 下端面
Ｂキャリブレーションマーク部材
Ｂ1 高反射膜
Ｌガラス基板の厚さ
Ｌ1 クロムパターンの線幅
Ｐ1 対物レンズの光軸
Ｙ0 高反射膜の表面位置
Ｙ1 キャリブレーションマーク部材に対する焦点設定位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microscope and its focus setting method, and more particularly to a confocal scanning laser microscope using a microscope glass layer thickness corrector and its focus setting technique.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140393 and the like describe a test for a semiconductor manufacturing mask (hereinafter referred to as a mask) using a confocal scanning laser microscope and a reduction in inspection accuracy due to a thickness deviation of a glass substrate on which the mask is formed. A technique for correcting using a glass layer thickness corrector (hereinafter simply referred to as a thickness corrector) is disclosed.
[0003]
In a confocal scanning laser microscope using such a thickness corrector, the thickness of the light transmission layer of the thickness corrector is set using the thickness measuring instrument such as a laser micrometer. By performing actual measurement, the total thickness of the light transmission layer and the glass substrate is set to a constant reference thickness. Also, the masks are classified into several types according to the thickness, and the conventional thickness setting of the light transmission layer is performed before the first mask measurement when the mask type is changed, and thereafter the same type of mask is set. Is measured with this setting. Then, in this state where the total thickness of the light transmission layer and the glass substrate becomes the reference thickness, the confocal scanning laser microscope is set so that the focal point is aligned with the lower end surface of the glass substrate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the light transmission layer thickness setting method is based on physical measurement such as the thickness of the glass substrate and not on the optical thickness, it is set by changing the material of the glass substrate. There was a problem that errors were included. In addition, when the mask type changes, the thickness of the light transmission layer is set only once before the first mask measurement, and therefore the light transmission layer is caused by factors such as temperature change during the subsequent measurement of the same type of mask. Since the total thickness of the glass substrate and the glass substrate fluctuates with respect to the reference pressure, there is a problem that the focus of the confocal scanning laser microscope is shifted.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has the following objects.
(1) To provide a microscope capable of performing stable measurement against changes in ambient temperature.
(2) To provide a microscope with easy focus adjustment.
(3) Provided is a microscope focus setting method capable of setting the thickness of the light transmission layer based on the optical thickness of the glass layer of the measurement object.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned purpose, as a first means, the incident light is transmitted through the light transmission layer whose thickness is set according to the thickness of the glass layer of the measurement object placed on the stage. The object formed on the lower end surface by condensing and irradiating the lower end surface of the glass layer with the light and detecting the intensity of the reflected light from the measurement object with a photodetector through the light transmission layer and the objective lens In a microscope for measuring the dimensions of a part, it is installed on a stage so that the mirror surface is parallel to the lower end surface, and has a reference mark in which the position of the mirror surface from the lower end surface in the optical axis direction of incident light is set to a predetermined position. Then, a means is adopted in which the thickness of the light transmission layer and the focal position of the objective lens are set based on the difference in position between the mirror surface and the lower end surface and the intensity of the reflected light with respect to the mirror surface.
[0007]
As the second means, a means is adopted in which the position of the mirror surface in the optical axis direction of the incident light is set at the same position as the lower end surface in the first means.
[0008]
As a third means, the stage can be moved in the horizontal direction in the first or second means, and the measurement object or the reference mark is alternatively irradiated with incident light by driving the stage. Adopted.
[0009]
As a fourth means, incident light is collected on the lower end surface of the glass layer by the objective lens through a light transmission layer whose thickness is set according to the thickness of the glass layer of the measurement object placed on the stage. A microscope focus setting method that measures the size of the target part formed on the lower end surface by irradiating with light and detecting the intensity of reflected light from the measurement object through the light transmission layer and the objective lens. A step of measuring a distance from the lower end surface of the mirror surface in the optical axis direction of incident light by setting a reference mark on the stage so that the mirror surface is parallel to the lower end surface, and the thickness of the light transmission layer is predetermined. Adjusting the thickness of the lens, irradiating the mirror surface with incident light to detect the intensity of the reflected light, setting the position of the objective lens so that the intensity of the reflected light is maximized, and the lower end surface Correct the position of the objective lens by the distance of the mirror surface from Extent and the intensity of the reflected light by irradiating light incident on the measurement object a means and a step of adjusting the thickness of the light transmission layer such that the maximum is adopted.
[0010]
As a fifth means, a means is adopted in which the position of the mirror surface in the optical axis direction of the incident light is set at the same position as the lower end surface in the fourth means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a microscope and its focus setting method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system of a microscope in the present embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a laser oscillator (light source), which outputs, for example, a single mode laser beam having a wavelength of 325 nm (nanometer) toward the reflecting mirror 2. The reflecting mirror 2 reflects the laser light toward the reflecting mirror 3. The reflecting mirror 3 reflects laser light as incident light toward the beam splitter 4.
[0013]
The beam splitter 4 propagates the incident light incident from the reflecting mirror 3 to the focusing lens 5 and reflects the incident light propagated to the focusing lens 5 on a measurement object, that is, a mask A described below. The reflected light is reflected toward the reflecting mirror 6. The converging lens 5 converges the incident light toward the hole provided in the pinhole 7 and propagates the reflected light to the beam splitter 4 as parallel light.
[0014]
The pinhole 7 is a shielding plate provided with a small-diameter hole, diffracts incident light and propagates it to the ¼λ phase plate 8, and only reflects the reflected light incident on the hole out of the reflected light. Pass toward. The ¼λ phase plate 8 shifts the phase of incident light by ¼ wavelength and propagates it to the collimator lens 9, and shifts reflected light by ¼ wavelength and propagates it to the pinhole 7. The collimator lens 9 converts incident light diffracted by the pinhole 7 into parallel light and propagates it to the reflecting mirror 10 and converges the reflected light toward the hole of the pinhole 7.
[0015]
The reflecting mirror 10 totally reflects incident light and propagates it toward the objective lens 11, and totally reflects reflected light and propagates it toward the collimator lens 9. The objective lens 11 converges the incident light and irradiates the mask A, which is a measurement object, vertically through a light transmission layer 12a described below, and converts the reflected light into parallel light toward the reflecting mirror 10. Propagate. The objective lens 11 is configured to be movable along the optical axis P1, and is provided with a position detector for detecting the position with high accuracy on the order of submicrons.
[0016]
The thickness corrector 12 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-140393, and has the same refractive index as that of a glass substrate (glass layer) A1 described below and has a variable thickness. A transmissive layer 12a is provided. The thickness of the light transmission layer 12a is set so that the thickness of the glass substrate A1 and the thickness of the light transmission layer 12a are always a constant reference thickness V.
[0017]
As shown in the side sectional view of FIG. 2, the mask A has a chromium pattern (target portion) A2 formed on one surface of a glass substrate A1 having a certain thickness L by etching or the like. The line width L1 and the like are to be measured by the microscope. In measuring the line width L1, the mask A is placed on the scanner 14 with the glass substrate A1 on the objective lens 11 side (the chrome pattern A2 is on the lower side) as shown in the figure.
[0018]
Incident light applied to the mask A is reflected by the mask A, reflected as a reflected light toward the reflecting mirror 6 by the beam splitter 4 via the light-transmitting layer 12a having the thickness and the above-described components, and a photodetector. 13 is incident. Here, since the reflected light passes through the ¼λ phase plate 8 twice, a phase shift of ½ wavelength is performed, so that it is reflected by the beam splitter 4. The photodetector 13 is a photomultiplier tube, for example, and detects the intensity of the reflected light incident in this way as an electric signal.
[0019]
The scanner 14 vibrates the mask A in a direction perpendicular to the paper surface in order to scan the incident light applied to the mask A, and is fixed on the XY stage 15. The XY stage 15 sequentially shifts the operation position of the mask A by moving the mask A in the arrow X direction. A calibration mark member (reference mark) B is fixed on the XY stage 15.
[0020]
The calibration mark member B has a high reflection film B1 on the upper surface side (objective lens 11 side), and is formed of, for example, the same material as the scanner 14, and the optical axis of the surface (mirror surface) of the high reflection film B1. The position Y0 along P1 is fixed to the XY stage 15 through height adjustment, for example, via a spacer or the like so as to be the same position as the lower end surface A3 of the mask A.
[0021]
Next, a method of setting the focus of the objective lens 11 on the lower end surface A3 of the mask A, which is performed prior to the measurement of the mask A in the microscope configured as described above, will be described with reference to FIG.
[0022]
First, the XY stage 15 is operated, and the calibration mark member B is disposed under the objective lens 11 as shown in the figure. Then, the thickness of the light transmission layer 12a of the thickness corrector 12 is set to the reference pressure V, for example. In this case, the thickness of the light transmission layer 12a is set with high accuracy by using a thickness measuring instrument such as a laser micrometer.
[0023]
Subsequently, the surface of the highly reflective film B1 of the calibration mark member B is irradiated with incident light, so that the output of the photodetector 13 is maximized, that is, the amount of reflected light passing through the pinhole 7 is maximized. 11 is moved to position Y1. In this state, since the surface of the highly reflective film B1 and the virtual surface A3 of the mask A are set at the same position, the focus of the objective lens 11 is adjusted to the position of the lower end surface A3 of the mask A. Become.
[0024]
If the position of the surface of the highly reflective film B1 and the position of the lower end surface A3 of the mask A are not the same position, the deviation h of each position is measured in advance by a measuring means such as a laser micrometer. The focus of the objective lens 11 can be adjusted to the position of the lower end surface A3 of the mask A by correcting the position of the objective lens 11 by the deviation h. In this case, the position of the surface of the high reflection film B1 needs to be set at least within the focus setting range of the objective lens 11, for example, within 0.3 mm with respect to the lower end surface A3.
[0025]
In this state, the mask A is placed under the objective lens 11 instead of the calibration mark member B, and the thickness of the light transmission layer 12a is set so that the output of the photodetector 13 is maximized, thereby setting the focus. Ends.
[0026]
The line width L of the chrome pattern A2 is measured as follows using the microscope with the focus adjusted in this way. That is, the objective lens 11 is moved along the optical axis P1 so as to be focused on the lower end surface (bonding surface with the chrome pattern A2) A3 of the glass substrate A1, detected by the photodetector 13, and the intensity of the reflected light is increased. The maximum position is set. In this case, since the intensity of the reflected light varies depending on the presence or absence of the chrome pattern A2, the line width L is measured based on the intensity change.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) The mirror surface is provided on the stage so that the mirror surface is parallel to the lower end surface, and includes a reference mark in which the position of the mirror surface from the lower end surface in the optical axis direction of incident light is set to a predetermined position. Since the thickness of the light transmission layer and the focal position of the objective lens are set based on the difference between the position of the lens and the lower end surface and the intensity of the reflected light with respect to the mirror surface, it is based on the optical thickness of the glass layer of the measurement object. The focus position of the objective lens is set by adjusting the thickness of the light transmission layer with high accuracy.
(2) Since the measurement object meter or the reference mark can be easily irradiated with incident light by moving the stage, it is easy to set the focal position of the objective lens.
(3) Since the measurement object and the reference mark are attached on the same stage, the position of the lower end surface of the measurement object and the surface position of the reference mark change simultaneously due to thermal expansion or the like due to a change in ambient temperature. Therefore, the measurement object can be stably measured with respect to changes in the ambient temperature.
(4) It is not necessary to use a thickness measuring instrument that physically measures the thickness of the measurement object when measuring the measurement object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical system of a microscope in a microscope and its focus setting method according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an optical system during focus adjustment of an objective lens in the microscope and the focus setting method according to the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration of a mask to be measured in the microscope and the focus setting method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2,3,6,10 Reflector 4 Beam splitter 5 Focusing lens 7 Pinhole 8 1 / 4λ phase plate 9 Collimator lens 11 Objective lens 12 Thickness corrector 12a Light transmission layer 13 Photo detector 14 Scanner 15 X -Y stage A Mask A1 Glass substrate A2 Chrome pattern A3 Lower end surface B Calibration mark member B1 High reflection film L Glass substrate thickness L1 Chrome pattern line width P1 Optical axis Y0 of objective lens Surface position Y1 of high reflection film Focus setting position

Claims

ステージ上に固定されたスキャナ上に載置された計測対象物のガラス層の厚さに応じて厚みが設定される光透過層を介して、入射光を対物レンズによってガラス層の下端面に集光して照射するとともに、計測対象物からの反射光の強度を光透過層と対物レンズを介して光検出器によって検出することにより下端面上に形成された対象部の寸法を計測する顕微鏡において、
鏡面が前記下端面と平行になるように前記ステージ上に設置され、入射光の光軸方向における下端面からの鏡面の位置が所定位置に設定されるとともに前記スキャナと同一材で形成された基準マークを具備し、
該鏡面と下端面との位置の差、及び鏡面に対する反射光の強度に基づいて前期透過層の厚さをと対物レンズの焦点位置とが設定されることを特徴とする顕微鏡。Incident light is collected on the lower end surface of the glass layer by the objective lens through a light transmission layer whose thickness is set according to the thickness of the glass layer of the measurement object placed on the scanner fixed on the stage. In a microscope that measures the size of the target portion formed on the lower end surface by irradiating with light and detecting the intensity of reflected light from the measurement object with a photodetector through the light transmission layer and the objective lens ,
Mirror is placed on the stage so as to be parallel to the bottom surface, the reference specular positions from the lower end face in the optical axis direction is formed at set Rutotomoni the scanner the same material at a predetermined position of the incident light It has a mark,
A microscope characterized in that the thickness of the previous transmission layer and the focal position of the objective lens are set based on the difference in position between the mirror surface and the lower end surface and the intensity of reflected light with respect to the mirror surface.

入射光の光軸方向における鏡面の位置が下端面と同一位置に設定されることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。The microscope according to claim 1, wherein the position of the mirror surface in the optical axis direction of the incident light is set at the same position as the lower end surface.

ステージが水平方向に移動自在であり、該ステージの駆動によって計測対象物あるいは基準マークに入射光が択一的に照射されることを特徴とする請求項１または２記載の顕微鏡。3. The microscope according to claim 1, wherein the stage is movable in the horizontal direction, and incident light is selectively irradiated to the measurement object or the reference mark by driving the stage.

ステージ上に固定されたスキャナ上に載置された計測対象物のガラス層の厚さに応じて厚みが設定される光透過層を介して、入射光を対物レンズによってガラス層の下端面に集光して照射するとともに、計測対象物からの反射光の強度を光透過層と対物レンズを介して検出することにより下端面上に形成された対象部の寸法を計測する顕微鏡の焦点設定方法において、
前記ステージ上に鏡面が前記下端面と平行になるように前記スキャナと同一材で形成された基準マークを設置して入射光の光軸方向における鏡面の下端面からの距離を計測する工程と、
前記光透過層の厚さを所定の厚さに調節する工程と、
前記鏡面に入射光を照射して反射光の強度を検出する工程と、
該反射光の強度が最大となるように対物レンズの位置を設定する工程と、
下端面からの鏡面の距離だけ対物レンズの位置を補正する工程と、
計測対象物に入射光を照射して反射光の強度が最大となるように光透過層の厚さを調節する工程と、
を有することを特徴とする顕微鏡の焦点設定方法。Incident light is collected on the lower end surface of the glass layer by the objective lens through a light transmission layer whose thickness is set according to the thickness of the glass layer of the measurement object placed on the scanner fixed on the stage. In a focus setting method for a microscope that measures the size of a target portion formed on a lower end surface by irradiating with light and detecting the intensity of reflected light from a measurement object through a light transmission layer and an objective lens ,
A step of measuring a distance from the lower end surface of the mirror surface in the optical axis direction of incident light by setting a reference mark formed of the same material as the scanner so that the mirror surface is parallel to the lower end surface on the stage;
Adjusting the thickness of the light transmission layer to a predetermined thickness;
Irradiating the mirror surface with incident light to detect the intensity of reflected light; and
Setting the position of the objective lens so that the intensity of the reflected light is maximized;
Correcting the position of the objective lens by the distance of the mirror surface from the lower end surface;
Irradiating the measurement object with incident light and adjusting the thickness of the light transmission layer so that the intensity of the reflected light is maximized; and
A method for setting a focus of a microscope.

入射光の光軸方向における鏡面の位置が下端面と同一位置に設定されることを特徴とする請求項４記載の顕微鏡の焦点設定方法。The focus setting method for a microscope according to claim 4, wherein the position of the mirror surface in the optical axis direction of the incident light is set at the same position as the lower end surface.