JP3754164B2 - 試料検査装置 - Google Patents
試料検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3754164B2 JP3754164B2 JP4356997A JP4356997A JP3754164B2 JP 3754164 B2 JP3754164 B2 JP 3754164B2 JP 4356997 A JP4356997 A JP 4356997A JP 4356997 A JP4356997 A JP 4356997A JP 3754164 B2 JP3754164 B2 JP 3754164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- optical system
- focus
- light
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハを露光するためのフォトマスク等の試料の検査に際し、この試料に対する焦点の合ったところを検出して試料を検査する試料検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4はフォトマスク等の試料に対する検査装置の構成図である。
レーザ光源1から出力されるレーザ光の光路上には、照明光学系2としての拡散板3及び各光学レンズ4〜6が配置されている。なお、光学レンズ4により各光源像7が形成される。
【0003】
この照明光学系2は、レーザ光源1から出力されたレーザ光をフォトマスク等の試料8に照射する。
この試料8は、試料ステージ9上に載置され、この試料ステージ9の駆動によりレーザ光の光軸方向に対して垂直方向に移動するものとなっている。
【0004】
このようにレーザ光の照射された試料8の像は、対物レンズ10及び結像レンズ11から成る結像光学系12によりCCDラインセンサ13上に結像する。
なお、試料8を試料ステージ9の駆動し、試料8の像がCCDラインセンサ13の各素子の並びと垂直な方向に走査されるようにし、試料8に対する2次元の画像を得る。
【0005】
画像処理装置14は、CCDラインセンサ13により撮像された試料8の2次元画像データを処理して試料8の検査を行う。
このような検査装置でピントの合った画像を得るために焦点検出が行われている。
【0006】
すなわち、レーザ光源20が設けられ、このレーザ光源20から出力される検出用のレーザ光を結像光学系12内に配置されたミラー21で反射し、対物レンズ10を通して試料8に照射する。
【0007】
この試料8で反射したレーザ光を、再び対物レンズ10、ミラー21を通して戻し、ハーフミラー22で反射してセンサ23に導く。
そして、このセンサ23での受光量が最も高くなるところを画像のピントの合ったところとして検出し、これに応じて結像光学系12やCCDラインセンサ13の位置を決めている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記焦点検出系では、試料8に対する検査系と全く別の光学系となっているため、例えば機械振動や空気の擾乱により、検査系の焦点と焦点検出系の焦点位置とが別々に変動を起こし、焦点検出系で得られた焦点情報により検査系をオートフォーカスしても、CCDラインセンサ13で得られる2次元画像に焦点ぼけが生じる。
【0010】
本発明は、機械振動や空気の擾乱などの影響を受けずに検査系の焦点を正確に検出して、焦点位置を常に安定して最適な状態に保って安定度の高い検査ができる試料検査装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源から出力された照明光を照明光学系に通して試料に照射し、試料を透過した試料像を結像光学系に通して検査用センサに結像し、検査用センサから出力される画像信号に基づいて試料の検査を行う試料検査装置において、光源から出力された照明光の一部を検出用光として分岐し、検出用光を結像光学系に通して試料に照射する入射光学系と、検査用センサを保持し、かつ開口部が形成されたセンサ基板と、検査用センサの近傍に配置され、試料で反射して結像光学系により結像された検出用光を開口部に通して受光し、この受光量に応じた信号を出力するフォーカス用センサと、試料と共焦点の関係にあり、結像光学系により結像される検出用光を通過させてフォーカス用センサに入射させる微小なピンホールと、フォーカス用センサから出力される信号を入力し、フォーカス用センサの受光量が最も高くなるところを結像光学系による試料像のピントの合ったところとして検出する検出手段とを備えた試料検査装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はフォトマスク等の試料に対する検査装置の構成図である。
レーザ光源1から出力されるレーザ光の光路上には、レーザ光源1から出力されたレーザ光をフォトマスク等の試料8に照射する照明光学系2として拡散板3及び各光学レンズ4〜6が配置されている。
【0020】
試料8は、試料ステージ9上に載置され、この試料ステージ9の駆動によりレーザ光の光軸方向に対して垂直方向に移動するものとなっている。
又、試料8を透過した試料8の像の光路上には、結像光学系12として対物レンズ10及び結像レンズ11が配置されている。
【0021】
そして、この結像光学系12の結像位置には、CCDラインセンサ13が配置されている。このCCDラインセンサ13は、結像された試料8の画像信号を出力するもので、この画像信号は画像処理装置14に送られている。
【0022】
この画像処理装置14は、CCDラインセンサ13により撮像された試料8の2次元画像データを処理して試料8の検査を行う機能を有している。
一方、この検査装置には、ピントの合った画像を得るために焦点検出系が備えられている。
【0023】
入射光学系30は、試料8に対する照明光と同一波長の検出用光を結像光学系12を通して試料8に照射するものである。
この入射光学系30の具体的な構成は、レーザ光源1から出力されるレーザ光の光路上に第1のハーフミラー31が配置されている。
【0024】
この第1のハーフミラー31は、レーザ光源1から出力されるレーザ光の一部を検出用光(以下、検出用レーザ光と称する)として分岐するものである。
この第1のハーフミラー31の分岐光路上には、光学レンズ32を介して光ファイバー33の一端が配置されている。
【0025】
この光ファイバー33は、レーザ光源1から出力されて分岐された検出用レーザ光を検査装置の結像光学系12の近傍、すなわち結像光学系12を構成する対物レンズ10と結像レンズ11との間まで導くものである。
【0026】
この光ファイバー33の他端から出射される検出用レーザ光の光路上には、焦点検出投光光学系34が配置されている。
この焦点検出投光光学系34は、光ファイバー33により導かれた検出用レーザ光を平行光に変換して対物レンズ10と結像レンズ11との間に送るものである。
【0027】
これら対物レンズ10と結像レンズ11との間には、第2のハーフミラー35が配置されており、この第2のハーフミラー35は、焦点検出投光光学系34により平行光に変換された検出用レーザ光を対物レンズ10を通して試料8に照射するものである。
【0028】
そして、検出用レーザ光を対物レンズ10を通して試料8に照射され、その反射検出用レーザ光の結像光学系12による結像位置は、CCDラインセンサ13の近傍に設定されている。
【0029】
この反射検出用レーザ光の結像光学系12による結像位置には、フォーカス用センサ36が配置されている。
このフォーカス用センサ36は、試料8で反射して結像光学系12により結像された検出用レーザ光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する機能を有している。
【0030】
このフォーカス用センサ36の配置位置は、図2に具体的に示すようにCCDラインセンサ13の近傍で、かつこのCCDラインセンサ13を保持するセンサ基板37に開口部38を形成し、この開口部38の結像光学系12側に微小なピンホール39を取り付け、かつその反対側にフォーカス用センサ36を配置したものとなっている。
【0031】
ここで、ピンホール39の光軸方向の高さ位置は、CCDラインセンサ13の光電面と略同一高さ位置となっている。
又、試料8とピンホール39とは、共焦点の関係にあり、これによりフォーカス用センサ36での受光量が最も高くなるところが試料8の像のピントが最も合ったところとなる。
【0032】
このフォーカス用センサ36の配置位置は、平面から見ると、図3に示すようにCCDラインセンサ13の長手方向を直径とする円の内側となっている。
検出装置40は、フォーカス用センサ36から出力される電気信号を入力し、フォーカス用センサ36の受光量が最も高くなるところを試料8の像のピントの合ったところとして検出する機能を有している。
【0033】
なお、この検出装置40の機能は、画像処理装置14内に備えるようにしてもよい。
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【0034】
レーザ光源1から出力されたレーザ光は、第1のハーフミラー31を透過して照明光学系2に入り、この照明光学系2の拡散板3及び各光学レンズ4〜6を通して試料ステージ9上の試料8に照射される。
【0035】
このようにレーザ光の照射されたときの試料8の像は、対物レンズ10及び結像レンズ11から成る結像光学系12によりCCDラインセンサ13上に結像する。
【0036】
このとき試料8は、試料ステージ9上に載置され、この試料ステージ9の駆動によりレーザ光の光軸方向に対して垂直方向に移動する。
すなわち、試料8を試料ステージ9の駆動し、試料8の像がCCDラインセンサ13の各素子の並びと垂直な方向に走査されるようにし、試料8に対する2次元の画像を得る。
【0037】
画像処理装置14は、CCDラインセンサ13により撮像された試料8の2次元画像データを処理して試料8の検査を行う。
このような検査装置でピントの合った画像を得るために焦点検出が行われている。
【0038】
すなわち、レーザ光源1から出力されたレーザ光の一部は、第1のハーフミラー31により検出用レーザ光として分岐される。
この検出用レーザ光は、光学レンズ32を通して光ファイバー33の一端に入射し、この光ファイバー33内を伝搬し、結像光学系12を構成する対物レンズ10と結像レンズ11との間まで導かれる。
【0039】
この光ファイバー33の他端から出射される検出用レーザ光は、焦点検出投光光学系34により平行光に変換され、対物レンズ10と結像レンズ11との間に配置された第2のハーフミラー35に送られる。
【0040】
そして、検出用レーザ光は、第2のハーフミラー35で反射し、対物レンズ10を通して試料8に照射される。
この試料で反射した検出用レーザ光は、再び対物レンズ10から第2のハーフミラー35を通り、さらに結像レンズ11を通ってCCDラインセンサ13の近傍に結像する。
【0041】
そして、この検出用レーザ光は、図2に示すように微小なピンホール39を通り、さらにセンサ基板37に形成された開口部38を通ってフォーカス用センサ36に入射する。
【0042】
このフォーカス用センサ36は、試料8で反射して結像光学系12により結像された検出用レーザ光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する。
検出装置40は、フォーカス用センサ36から出力される電気信号を入力し、フォーカス用センサ36の受光量が最も高くなるところを試料8の像のピントの最も合ったところとして検出する。
【0043】
このように上記一実施の形態においては、レーザ光源1からのレーザ光で照明された試料8からの像を結像光学系12を通してCCDラインセンサ13に結像し、その画像信号に基づいて試料8の検査を行う場合、試料8を照明するレーザ光の一部を検出用レーザ光として光ファイバー33により焦点検出投光光学系34に導き、ここで検出用光を平行光に変換し、この検出用光を結像光学系12内に配置された第2のハーフミラー35で反射して対物レンズ10を通して試料8に照射し、この試料8で反射した検出用レーザ光を結像光学系12により結像し、それをフォーカス用センサ36で受光し、その受光量が最も高くなるところを試料8の像のピントの最もたったところとして検出するので、焦点検出での検出用レーザ光を試料8を照明するレーザ光の波長と同一にでき、かつ試料8からの反射検出用レーザ光を試料8の像を得る光路と同一の結像光学系12を通すことができ、これにより焦点検出系と試料8の検査系とを共通して使用することができ、例えば機械振動や空気の擾乱、又、温度、気圧等の変動が生じても、同一条件で焦点検出と検査とができ、CCDラインセンサ13で得られる2次元画像に焦点ぼけが生じることはない。
【0044】
すなわち、機械振動や空気の擾乱、温度、気圧等の変動が焦点検出系と試料8の検査系とに対して同様に作用するので、焦点位置の変化も同様に変化するからである。
【0045】
従って、機械振動や空気の擾乱などの影響を受けずに検査系の焦点を正確に検出でき、焦点位置を常に安定して最適な状態に保つことができ、安定度の高い試料8の検査ができる。
【0046】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、試料8の検査は、試料8の透過画像により検査に限らず、試料8の反射光による画像等の焦点検出が必要な検査装置の全般に適用してもよい。
【0047】
又、レーザ光源1から出力されるレーザ光と同一波長のレーザ光を出力する検出用のレーザ光源を別途設け、このレーザ光源から出力されるレーザ光を焦点検出投光光学系34から第2のハーフミラー35、対物レンズを通して試料8に照射してもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、同一条件で焦点検出と試料の検査とができ、かつ機械振動や空気の擾乱などの影響を受けずに検査系の焦点を正確に検出して、焦点位置を常に安定して最適な状態に保って安定度の高い検査ができる試料検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる焦点検出装置を適用した試料に対する検出装置の一実施の形態を示す構成図。
【図2】フォーカス用センサの配置位置を示す図。
【図3】フォーカス用センサの配置位置を平面的に見た示す図。
【図4】従来のフォトマスク等の試料に対する検査装置の構成図。
【符号の説明】
1…レーザ光源、
2…照明光学系、
8…試料、
12…結像光学系、
10…対物レンズ、
11…結像レンズ、
13…CCDラインセンサ、
14…画像処理装置、
30…入射光学系、
31…第1のハーフミラー、
33…光ファイバー、
34…焦点検出投光光学系、
35…第2のハーフミラー、
36…フォーカス用センサ、
40…検出装置。
Claims (2)
- 光源から出力された照明光を照明光学系に通して試料に照射し、前記試料を透過した試料像を結像光学系に通して検査用センサに結像し、前記検査用センサから出力される画像信号に基づいて前記試料の検査を行う試料検査装置において、
前記光源から出力された前記照明光の一部を検出用光として分岐し、前記検出用光を前記結像光学系に通して前記試料に照射する入射光学系と、
前記検査用センサを保持し、かつ開口部が形成されたセンサ基板と、
前記検査用センサの近傍に配置され、前記試料で反射して前記結像光学系により結像された前記検出用光を前記開口部に通して受光し、この受光量に応じた信号を出力するフォーカス用センサと、
前記試料と共焦点の関係にあり、前記結像光学系により結像される前記検出用光を通過させて前記フォーカス用センサに入射させる微小なピンホールと、
前記フォーカス用センサから出力される信号を入力し、前記フォーカス用センサの前記受光量が最も高くなるところを前記結像光学系による前記試料像のピントの合ったところとして検出する検出手段と、
を具備したことを特徴とする試料検査装置。 - 前記入射光学系は、前記光源から出力された前記照明光の一部を検出用光として分岐する第1のハーフミラーと、
前記第1のハーフミラーにより分岐された前記検出用光を導く光ファイバーと、
前記光ファイバーにより導かれた前記検出用光を平行光に変換する焦点検出投光系と、
前記結像光学系内に配置され、前記焦点検出投光系により平行光に変換された前記検出用光を前記結像光学系の対物レンズを通して前記試料に照射する第2のハーフミラーと、
を有することを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4356997A JP3754164B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 試料検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4356997A JP3754164B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 試料検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10239014A JPH10239014A (ja) | 1998-09-11 |
JP3754164B2 true JP3754164B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=12667388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4356997A Expired - Fee Related JP3754164B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 試料検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3754164B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1313879C (zh) * | 2003-08-22 | 2007-05-02 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 可调式摄像照明装置 |
KR100637738B1 (ko) | 2005-09-30 | 2006-10-25 | 피에스아이 주식회사 | 일반카메라를 이용한 dlp용 피에조미러의 진동측정방법 |
CN104977779B (zh) * | 2015-07-23 | 2017-10-20 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 | 一种自动对焦的装置及方法 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP4356997A patent/JP3754164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10239014A (ja) | 1998-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5717485A (en) | Foreign substance inspection apparatus | |
JP5268061B2 (ja) | 基板検査装置 | |
KR102278371B1 (ko) | 측정 장치, 관찰 장치 및 측정 방법 | |
JPS63765B2 (ja) | ||
KR19980063666A (ko) | 자동초점조정방법 및 장치 | |
KR20050107502A (ko) | 현미경 및 시료 관찰 방법 | |
WO2016047666A1 (ja) | 固浸レンズホルダ及び画像取得装置 | |
JP3754164B2 (ja) | 試料検査装置 | |
JP4325909B2 (ja) | 欠陥検査装置、欠陥検査方法、光学式走査装置、半導体デバイス製造方法 | |
JP3228234B2 (ja) | レチクル検査装置 | |
KR100519266B1 (ko) | 공초점 현미경 | |
JP4654408B2 (ja) | 検査装置、検査方法及びパターン基板の製造方法 | |
JPH09210906A (ja) | 近接場顕微鏡 | |
JP3575586B2 (ja) | 傷検査装置 | |
KR20060111142A (ko) | 공초점 어레이 검출기를 이용한 마이크로스코프 | |
JPH09281401A (ja) | 物体検査装置 | |
JPH05296842A (ja) | 偏光共焦点走査顕微鏡 | |
JPH1172443A (ja) | 自動マクロ検査装置 | |
JPH10122831A (ja) | 表面検査装置 | |
JP2007148084A (ja) | 焦点検出装置 | |
JPH11304640A (ja) | 光学素子検査装置 | |
JPH09189534A (ja) | 表面観察光学系 | |
JP2004317310A (ja) | 暗視野照明装置、及び欠陥検出装置 | |
JP3542171B2 (ja) | 顕微鏡装置 | |
JPH03131811A (ja) | 共焦点走査型透過顕微鏡 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051215 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |