JP6578118B2 - 撮像装置、検査装置および検査方法 - Google Patents
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Description
前記光源からの光を対象物に照明する偏光ビームスプリッタと、
前記対象物で反射した光が前記偏光ビームスプリッタを介して入射することによって前記対象物を撮像するセンサと、
前記偏光ビームスプリッタと前記対象物の間であって、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されたファラデー回転子とを有することを特徴とするものである。
前記試料に形成されたパターンの光学画像を得る撮像センサと、
前記試料で反射した光を、前記2分の1波長板と前記ファラデー回転子と前記偏光ビームスプリッタを透過させて、前記撮像センサに結像する結像光学系と、
前記光学画像について画素毎の階調値を求め、
(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、
(2)前記回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度を取得する画像処理部と、
前記画像処理部で取得した前記回転角度となるように、前記ファラデー回転子に磁界を印加する角度制御部と、
前記ファラデー回転子に前記磁界が印加された状態で撮像された光学画像に基づいて、前記試料の欠陥検出を行う欠陥検出部とを有し、
前記光源の波長と前記ファラデー回転子を透過した光を前記試料に照明する対物レンズの開口数によって定まる解像限界は、前記パターンを解像しない値であり、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする検査装置に関する。
前記光学画像について画素毎の階調値を求め、
(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、
(2)前記回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度を取得する工程と、
前記取得した回転角度となるように、前記ファラデー回転子に磁界を印加する工程と、
前記ファラデー回転子に前記磁界が印加された状態で撮像された光学画像に基づいて、前記試料の欠陥検出を行う工程とを有し、
前記光源の波長と前記対物レンズの開口数によって定まる解像限界は、前記パターンを解像しない値であり、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする検査方法に関する。
を算出する。そして、この値
が最小になるファラデー回転角θを求めればよい。
以下に、本願補正前の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
光源と、
前記光源からの光を対象物に照明する偏光ビームスプリッタと、
前記対象物で反射した光が前記偏光ビームスプリッタを介して入射することによって前記対象物を撮像するセンサと、
前記偏光ビームスプリッタと前記対象物の間であって、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されたファラデー回転子とを有することを特徴とする撮像装置。
[C2]
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.2度以上で0.2度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする[C1]に記載の撮像装置。
[C3]
前記ファラデー回転子には、前記ファラデー回転子を透過する前の光の偏光面が、前記ファラデー回転子を往復して透過することで90度回転するように磁界が印加されることを特徴とする[C1]または[C2]に記載の撮像装置。
[C4]
前記偏光ビームスプリッタと前記対象物の間に2分の1波長板が配置されており、
前記2分の1波長板によって前記対象物を照明する光の偏光方向を変化させることを特徴とする[C1]〜[C3]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[C5]
前記2分の1波長板は回転機構を有し、
前記回転機構によって前記2分の1波長板の角度を変えて前記光の偏光方向を変化させることを特徴とする[C4]に記載の撮像装置。
[C6]
所定の波長の光を出射する光源を備え、前記光源から出射した光を、偏光ビームスプリッタで反射させ、2分の1波長板とファラデー回転子を透過させて、検査対象となる試料に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対し−5度以上5度以下と85度以上95度以下の各範囲にある角度以外の角度の偏光面を有する光にして、前記試料を照明する照明光学系と、
前記試料に形成されたパターンの光学画像を得る撮像センサと、
前記試料で反射した光を、前記2分の1波長板と前記ファラデー回転子と前記偏光ビームスプリッタを透過させて、前記撮像センサに結像する結像光学系と、
前記光学画像について画素毎の階調値を求め、(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、(2)前記回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度を取得する画像処理部と、
前記画像処理部で取得した前記回転角度となるように、前記ファラデー回転子に磁界を印加する角度制御部と、
前記ファラデー回転子に前記磁界が印加された状態で撮像された光学画像に基づいて、前記試料の欠陥検出を行う欠陥検出部とを有し、
前記光源の波長と前記ファラデー回転子を透過した光を前記試料に照明する対物レンズの開口数によって定まる解像限界は、前記パターンを解像しない値であり、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする検査装置。
[C7]
所定の波長の光を出射する光源から出射した光を、偏光ビームスプリッタで反射させ、2分の1波長板とファラデー回転子を透過させて、検査対象となる試料に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対し−5度以上5度以下と85度以上95度以下の各範囲にある角度以外の角度の偏光面を有する光にし、前記ファラデー回転子を透過した光を対物レンズで集光して前記試料を照明し、前記試料で反射した光を、前記ファラデー回転子と前記2分の1波長板と前記偏光ビームスプリッタを透過させて撮像センサに結像し、前記試料に形成されたパターンの光学画像を得る工程と、
前記光学画像について画素毎の階調値を求め、(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、(2)前記回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度を取得する工程と、
前記取得した回転角度となるように、前記ファラデー回転子に磁界を印加する工程と、
前記ファラデー回転子に前記磁界が印加された状態で撮像された光学画像に基づいて、前記試料の欠陥検出を行う工程とを有し、
前記光源の波長と前記対物レンズの開口数によって定まる解像限界は、前記パターンを解像しない値であり、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおけるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする検査方法。
2 Zテーブル
3 XYテーブル
14 角度制御回路
17a,17b モータ
201,202,203,204 検査フレーム
100 検査装置
106 センサ回路
107 位置回路
108 画像処理回路
109 磁気ディスク装置
110 制御計算機
113 オートローダ制御回路
114a XYテーブル制御回路
114b Zテーブル制御回路
115 磁気テープ装置
116 フレキシブルディスク装置
117 ディスプレイ
118 パターンモニタ
119 プリンタ
120 バス
122 レーザ測長システム
130 オートローダ
134 欠陥検出回路
1001,2001 光源
1002 偏光ビームスプリッタ
1003,2003 2分の1波長板
1004 ファラデー回転子
1005,2005 対物レンズ
1006,2006 マスク
1007,2007 センサ
2002 ハーフミラー
Claims (19)
- 所定の波長の光を出射する光源と、
前記光源からの光が入射する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタからの光が入射し、入射した光の偏光面をある角度で回転させて出射するファラデー回転子と、
前記ファラデー回転子を透過した光を対象物に照明する対物レンズと、
前記対象物で反射した光を、前記対物レンズ、前記ファラデー回転子、および、前記偏光ビームスプリッタを介して入射させて、前記対象物の光学画像を撮像する撮像センサと、
を有し、
前記ファラデー回転子の偏光回転角度が、前記対象物に形成されたパターンに応じた所定の角度に調節され、
前記撮像センサは、前記ファラデー回転子の偏光回転角度が前記所定の角度に調節された状態で前記光学画像を撮像し、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタと前記対象物の間であって、前記偏光ビームスプリッタにおいて生じたファラデー効果によるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように、前記偏光ビームスプリッタから離間して配置されることを特徴とする撮像装置。 - 前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおいて生じたファラデー効果によるファラデー回転角が−0.2度以上で0.2度以下となるように、前記偏光ビームスプリッタから離間して配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記ファラデー回転子は、光を透過する光学材料を有し、
電磁石、永久磁石、および、電磁石と永久磁石を組み合わせたもの、よりなる群から選ばれるいずれか1つによって、前記光学材料に磁界が印加される
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記ファラデー回転子の前記光学材料に所定の磁界を印加することによって、または、前記ファラデー回転子の前記光学材料として所望の厚さのものを選択することによって、前記ファラデー回転子の偏光回転角度が前記所定の角度に調節された状態で、前記光学画像が撮像される、請求項3に記載の撮像装置。
- 前記ファラデー回転子のために、磁界の強さの異なる複数の永久磁石が用意され、
前記ファラデー回転子の偏光回転角度が前記所定の角度になるように、前記複数の永久磁石の内の好適なものを選択することによって調節される、
請求項4に記載の撮像装置。 - 前記ファラデー回転子は、光を透過する光学材料と、前記光学材料に異なる強さの磁界を印加する電磁石とを有し、
前記撮像装置は、前記ファラデー回転子の偏光回転角度が前記所定の角度となるように、前記ファラデー回転子に好適な磁界を印加するよう前記電磁石を制御する角度制御部をさらに有する、
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記偏光ビームスプリッタと前記対象物の間に2分の1波長板が配置されており、
前記2分の1波長板によって前記対象物を照明する光の偏光方向を変化させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記2分の1波長板は回転機構を有し、
前記回転機構によって前記2分の1波長板の角度を変えて、前記対象物を照明する
前記光の偏光方向を変化させることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記撮像センサは、前記光源の波長と前記対物レンズの開口数によって定まる解像限界以下の大きさの前記対象物に形成されたパターンの欠陥を検出するための光学画像を撮像することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記欠陥は、前記パターンのショート欠陥とオープン欠陥とを含む、請求項9に記載の撮像装置。
- 所定の波長の光を出射する光源と、
前記光源からの光によって検査対象となる試料を照明する照明光学系であって、
前記光源から出射した光が入射する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタからの光が入射し、入射した光の偏光面をある角度で回転させて出射するファラデー回転子と、
前記ファラデー回転子を透過した光を対象物に照明する対物レンズと
を備える照明光学系と、
前記試料の光学画像を得る撮像センサと、
前記試料で反射した光を、前記対物レンズと前記ファラデー回転子と前記偏光ビームスプリッタを透過させて、前記撮像センサに結像する結像光学系と、
撮像された前記光学画像について画素毎の階調値を求める画像処理部と、
前記ファラデー回転子の偏光回転角度が所定の角度に調節されに調節された状態で撮像された前記光学画像に基づいて、前記試料の欠陥検出を行う欠陥検出部と
を有し、
前記画像処理部は、前記ファラデー回転子の偏光回転角度を調節するための前記所定の角度を、
(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、
(2)前記偏光回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度
として取得し、
前記ファラデー回転子は、前記偏光回転角度が、前記画像処理部で取得した前記所定の角度となるように調節され、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおいて生じたファラデー効果によるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように、前記偏光ビームスプリッタから離間して配置される
ことを特徴とする検査装置。 - 前記欠陥検出部は、撮像された前記光学画像に基づき、前記光源の波長と前記ファラデー回転子を透過した光を前記試料に照明する対物レンズの開口数によって定まる解像限界以下の大きさの欠陥を検出することを特徴とする、請求項11に記載の検査装置。
- 前記欠陥は、前記試料に形成されたパターンのショート欠陥とオープン欠陥とを含む、請求項12に記載の検査装置。
- 前記照明光学系は、前記偏光ビームスプリッタと前記試料の間に配置された2分の1波長板をさらに有しており、
前記2分の1波長板によって前記試料を照明する光の偏光方向を変化させることを特徴とする
請求項11〜13のいずれか1項に記載の検査装置。 - 前記試料には繰り返しパターンが形成され、
前記照明光学系は、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対し−5度以上5度以下と85度以上95度以下の各範囲にある角度以外の角度の偏光面を有する光にして、前記試料を照明する
請求項14に記載の検査装置。 - 所定の波長の光を出射する光源から出射した光を、偏光ビームスプリッタを介し、ファラデー回転子を透過させ、前記ファラデー回転子を透過した光を対物レンズで集光して検査対象となる試料を照明し、前記試料で反射した光を、前記ファラデー回転子を透過させて、前記偏光ビームスプリッタを介して撮像センサに結像し、前記試料に形成されたパターンの光学画像を撮像する工程と、
撮像された前記光学画像について画素毎の階調値を求め、
(1)前記階調値の標準偏差を最小にする前記ファラデー回転子による光の偏光面の回転角度、または、
(2)前記偏光面の回転角度を変えて取得した複数の光学画像における前記階調値の標準偏差を、前記階調値から求められる平均階調値の平方根で割った値が最小になるときの回転角度
を前記ファラデー回転子の偏光回転角度を調節するための前記所定の角度として取得する工程と、
前記偏光面の回転角度が取得した前記所定の角度となるように、前記ファラデー回転子を調節する工程と、
前記ファラデー回転子の偏光面の回転角度が前記所定の角度に調節された状態で撮像された光学画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンの欠陥検出を行う工程と
を有し、
前記ファラデー回転子は、前記偏光ビームスプリッタにおいて生じたファラデー効果によるファラデー回転角が−0.5度以上で0.5度以下となるように前記偏光ビームスプリッタから離間して配置される
ことを特徴とする検査方法。 - 前記欠陥検出を行う工程は、撮像された前記光学画像に基づき、前記光源の波長と前記ファラデー回転子を透過した光を前記試料に照明する対物レンズの開口数によって定まる解像限界以下の大きさの欠陥を検出する工程を含む、請求項16に記載の検査方法。
- 前記偏光ビームスプリッタと前記試料の間にさらに2分の1波長板が設けられ、
前記2分の1波長板によって前記試料を照明する光の偏光方向を変化させる工程をさらに備える、
請求項16または請求項17に記載の検査方法。 - 検査対象となる前記試料には繰り返しパターンが形成され、
前記撮像する工程は、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対し−5度以上5度以下と85度以上95度以下の各範囲にある角度以外の角度の偏光面を有する光にして前記試料を照明する工程を含む、
請求項18に記載の検査方法。
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