JPH08304721A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度な走査レンズを用いることなく、簡素
な構成で振動ミラーの回転角を高精度に読み取ることの
できる走査光学装置を提供すること。 【構成】 光束を供給するための光源手段と、該光源手
段からの光束を被検面上に集光させるための集光光学系
と、前記光源手段と前記集光光学系との間の光路中に設
けられて前記被検面上の光束を光学的に走査するための
走査手段とを備えた走査光学装置において、前記走査手
段は、入射光束の中心と射出光束の中心とを含む所定面
内において該射出光束を走査するように回転移動する振
動ミラーと、前記振動ミラーの前記所定面内方向に沿っ
て互いに離間した２つの反射領域までの光路をそれぞれ
往復した２つの光束の干渉に基づいて、前記振動ミラー
の前記所定面内における回転角を検出するための差動干
渉計とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走査光学装置に関し、特
に基板上の微細パターンのエッジを検出することにより
パターンの座標位置を計測するパターン位置計測装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体素子や液晶表示素子の製
造において、基板に形成された微細パターンのエッジを
検出するのに、パターン位置計測装置が使用される。従
来のパターン位置計測装置では、たとえばProceeding
（会報）ＳＰＩＥ第７７５巻（１９８７年）第１２０頁
乃至第１２５頁に記載されているように、１組のスキャ
ナーミラー（振動ミラー）の作用により、たとえばパタ
ーンが形成された基板上の微小領域においてスリット像
を、基板面内の直交する２つの方向すなわちｘ方向およ
びｙ方向に同時に走査する。一方、基板が載置されたｘ
ｙステージの位置座標は、測長干渉計で読み取られるよ
うになっている。

【０００３】また、上述のパターン位置計測装置では、
補助光源からの光束をスキャナーミラー裏面に入射さ
せ、その反射光を回折格子状のマルチスリットを介して
受光する。そして、受光した光の明暗パルスを計数する
ことにより、スキャナーミラーの回転角をモニターする
ことができる。こうして、求めたスキャナーミラーの回
転角に基づいて、基板上におけるスリット像の位置が求
められる。こうして、スリット像に対する基板上のパタ
ーンからの反射光に基づいて、パターンエッジを検出
し、パターンの座標位置を計測することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のパ
ターン位置計測装置では、スキャナーミラーの回転角を
モニターするモニター光学系において角度分解能を向上
させようとすると、走査レンズを介してマルチスリット
上に微小なスポットを投影する必要がある。すなわち、
スキャナーミラーの回転角とスポット位置との対応関係
について高精度な走査レンズが必要となる。その結果、
装置の製造コストが大幅に上昇するという不都合があっ
た。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、高精度な走査レンズを用いることなく、簡素
な構成で振動ミラーの回転角を高精度に読み取ることの
できる走査光学装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光束を供給するための光源手段
と、該光源手段からの光束を被検面上に集光させるため
の集光光学系と、前記光源手段と前記集光光学系との間
の光路中に設けられて前記被検面上の光束を光学的に走
査するための走査手段とを備えた走査光学装置におい
て、前記走査手段は、入射光束の中心と射出光束の中心
とを含む所定面内において該射出光束を走査するように
回転移動する振動ミラーと、前記振動ミラーの前記所定
面内方向に沿って互いに離間した２つの反射領域までの
光路をそれぞれ往復した２つの光束の干渉に基づいて、
前記振動ミラーの前記所定面内における回転角を検出す
るための差動干渉計とを備えていることを特徴とする走
査光学装置を提供する。

【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記走査
手段は、前記振動ミラーの基準位置を検出するための基
準位置検出手段を備え、前記基準位置検出手段は、前記
振動ミラーと前記集光光学系との間の光路中に設けられ
た光束分割手段と、前記光束分割手段を介して取り出さ
れた前記振動ミラーからの光束を結像させるための結像
光学系と、前記結像光学系を介して形成された像の位置
を検出するための像位置検出手段とを備えている。さら
に、前記差動干渉計は、各反射領域までの光路をそれぞ
れ２往復した２つの光束の干渉に基づいて前記回転角を
検出し、前記各反射領域における第１反射点と第２反射
点とは、前記所定面に垂直な方向に沿って互いに離間し
ていることが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明の走査光学装置では、走査手段として、
入射光束と射出光束とを含む所定面内において回転駆動
されるようになった振動ミラーを備えている。そして、
振動ミラーの所定面内方向に沿って互いに離間した２つ
の反射領域に光束を入射させ、各反射領域から戻ってく
る２つの反射光の干渉光を受光する差動干渉計により、
振動ミラーの回転角を検出する。こうして、高精度な走
査レンズを用いることなく差動干渉計により振動ミラー
の回転角を高精度に検出し、被検面上における走査ビー
ムの移動量を正確に求めることができる。したがって、
たとえば本発明を基板上の微細パターンのエッジを検出
することによりパターンの座標位置を計測するパターン
位置計測装置に適用すれば、高精度なパターン位置計測
を行うことができる。

【０００９】また、走査手段は、振動ミラーの基準位置
すなわち走査原点を検出するための基準位置検出手段を
備えているのが好ましい。基準位置検出手段は、たとえ
ば振動ミラーと集光光学系との間の光路中に設けられた
ハーフミラーのような光束分割手段によって振動ミラー
からの光束を取り出し、取り出された光束を結像させて
その結像する位置を検出する。こうして、振動ミラーの
走査原点を随時検出することができるので、振動ミラー
の静止状態において回転ドリフトがあれば、振動ミラー
の向きを補正して所定の基準位置に戻すことができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１実施例にかかる走査光学装
置の構成を概略的に示す斜視図である。本実施例は、本
発明の走査光学装置をパターン位置計測装置に適用した
例である。図１の装置は、線状ビームで被検面を走査す
るための走査光学系を備えている。走査光学系におい
て、レーザ光源１からｘ方向に射出されたビームは、ビ
ームエキスパンダー（２、３）により拡大され、ハーフ
ミラー４に入射する。ハーフミラー４によってｙ方向に
反射されたビームは、シリンドリカルレンズ５を介し
て、振動ミラー６の反射面上にｘｙ平面に沿って延びた
線状ビームを形成する。

【００１１】振動ミラー６は、図中矢印で示すように、
ｘｙ平面内においてモータのような適当な駆動手段（不
図示）によって回転駆動されるようになっている。振動
ミラー６で反射されたビームは、ハーフミラー７に入射
する。ハーフミラー７で反射されたビームは、レンズ２
１を介して、スリット板２２上においてｚ方向に延びた
線状ビームを形成する。この線状ビームは、振動ミラー
６の回転移動に伴ってスリット板２２上をｘ方向に移動
する。スリット板２２を透過した光は、図示を省略した
光検出器によって受光される。なお、振動ミラー６が所
定の基準位置にある状態において、スリット板２２の透
過光量が最大になるように構成されている。

【００１２】したがって、振動ミラー６の静止状態にお
いて回転ドリフトがあれば、スリット板２２の透過光量
が最大になるように振動ミラー６の向きを補正して、振
動ミラー６を所定の基準位置すなわち走査原点に戻すこ
とができる。このように、ハーフミラー７、レンズ２
１、スリット板２２および不図示の光検出器は、振動ミ
ラー６の基準位置を検出するための光学系を構成してい
る。

【００１３】一方、ハーフミラー７を透過したビーム
は、偏向ハーフプリズム８に入射して２つのビームに分
離される。すなわち、偏光ハーフプリズム８を透過した
第１ビームは、ミラー９ｘ、リレーレンズ１０ｘおよび
ミラー１１ｘを介して、ミラー１２ｘに入射する。一
方、偏光ハーフプリズム８でｙ方向に反射された第２ビ
ームは、ミラー９ｙ、リレーレンズ１０ｙおよびミラー
１１ｙを介して、ミラー１２ｙに入射する。

【００１４】そして、ミラー１２ｘで反射された第１ビ
ームは長手方向がｚ方向に延びた線状ビーム１３ｘとし
て、ミラー１２ｙで反射された第２ビームは長手方向が
ｘ方向に延びた線状ビーム１３ｙとして結像する。図示
のように、２つの線状ビーム１３ｘおよび１３ｙは、長
手方向が互いに直交し且つ空間的に分離されている。す
なわち、２つの線状ビーム１３ｘおよび１３ｙの中心
は、後述する第２対物レンズ１４の光軸からそれぞれ偏
心している。

【００１５】２つの線状ビーム１３ｘおよび１３ｙから
の光は、第２対物レンズ１４、ダイクロイックミラー１
５、および第１対物レンズ１６を介して、十字マークの
ようなパターン１８が形成されたマスク４１上に線状ビ
ーム１７ｘおよび１７ｙとしてそれぞれ結像する。図示
のように、線状ビーム１７ｘは長手方向がｙ方向に延
び、線状ビーム１７ｙは長手方向がｘ方向に延びてい
る。

【００１６】なお、振動ミラー６は、リレーレンズ１０
ｘおよび１０ｙの光源側焦点上に位置決めされ、第１対
物レンズ１６と第２対物レンズ１４とがアフォーカル系
を構成している。したがって、第１対物レンズ１６と第
２対物レンズ１４とにより物体側でテレセントリックな
走査を行うことができる。こうして、振動ミラー６のｘ
ｙ平面内における回転移動に伴って、線状ビーム１７ｘ
はｘ方向に、線状ビーム１７ｙはｙ方向にそれぞれ微小
量だけ走査されるようになっている。

【００１７】線状ビーム１７ｘに対するパターン１８の
エッジからの散乱光は、光電検出素子１９xaおよび１９
xbで検出される。また、線状ビーム１７ｙに対するパタ
ーン１８のエッジからの散乱光は、光電検出素子１９ya
および１９ybで検出される。一方、線状ビーム１７ｘに
対するマスク４１からの第１正反射光および線状ビーム
１７ｙに対するマスク４１からの第２正反射光は、それ
ぞれ往路を戻り偏光ハーフプリズム８に入射して合成さ
れる。

【００１８】合成された２つのパターン検出光（第１正
反射光および第２正反射光）は、さらに往路を戻り、ハ
ーフミラー７、振動ミラー６およびシリンドリカルレン
ズ５を介して、ハーフミラー４に入射する。ハーフミラ
ー４を透過した合成パターン検出光は、シリンドリカル
レンズ２３を介して偏光ハーフプリズム２４に入射す
る。偏光ハーフプリズム２４では、入射した合成パター
ン検出光が第１正反射光および第２正反射光に再び分離
される。すなわち、第１正反射光は偏光ハーフプリズム
２４を透過して、マスク４１の被検面と共役な位置に固
定されたスリット板２５ｘに入射する。また、第２正反
射光は偏光ハーフプリズム２４で反射されて、被検面と
共役な位置に固定されたスリット板２５ｙに入射する。

【００１９】こうして、被検面からのパターン検出光
は、往路を戻る際に再び振動ミラーを介することによ
り、走査の影響を受けることなく被検面と共役な位置に
固定された共焦点スリット板の同じ位置に結像する。そ
して、スリット板２５ｘおよびスリット板２５ｙをそれ
ぞれ透過した第１正反射光および第２正反射光は、図示
を省略した受光手段によって光電検出される。このよう
に、被検面上においてｘ方向およびｙ方向に二次元同時
走査がおこなわれ、２つの走査ビームに対応する２つの
パターン検出光が互いに混合することなく光電検出され
る。

【００２０】また、図１の装置は、被検面を観察するた
めの観察光学系を備えている。観察光学系では、光ファ
イバーのようなライトガイド３１から射出された光が、
コレクターレンズ３２を介した後ハーフミラー３３によ
って反射され、ダイクロイックミラー１５に入射する。
ダイクロイックミラー１５を透過した光は、第１対物レ
ンズ１６を介して、被検面であるマスク４１上を照明す
る。照明光に対する被検面からの光は、第１対物レンズ
１６およびダイクロイックミラー１５を介した後、ハー
フミラー３３に入射する。ハーフミラー３３を透過した
光は、観察用第２対物レンズ３４を介して二次元撮像素
子３５に達する。こうして、観察光学系により、マスク
４１上に形成されたパターン１８を観察することができ
る。

【００２１】さらに、図１の装置は、振動ミラー６の回
転角度を計測するための干渉光学系を備えている。図２
は、図１の干渉光学系の構成を示す拡大斜視図である。
また、図３は、図１の干渉光学系の光路図である。以
下、図１乃至図３を参照して、干渉光学系の構成を説明
する。図示の干渉光学系において、測長用レーザ６１か
ら射出されたビームは、偏光ハーフプリズム６２に入射
する。偏光ハーフプリズム６２に入射したビームは、光
分割面で反射されて１／４波長板６３ａに向かう第１ビ
ームと、光分割面を透過して１／４波長板６３ｂに向か
う第２ビームとに分離される。

【００２２】第１ビームは１／４波長板６３ａを介し
て、第２ビームは１／４波長板６３ｂを介して、振動ミ
ラー６の裏面上の点６６ａおよび６６ｂにそれぞれ入射
する。なお、２つの反射点６６ａおよび６６ｂは、振動
ミラー６の回転軸線（ｚ方向）に垂直な面内、すなわち
ｘｙ平面に平行な面内にあることはいうまでもない。振
動ミラー６の裏面で反射された第１ビームおよび第２ビ
ームは、それぞれ１／４波長板６３ａおよび６３ｂを介
して再び偏光ハーフプリズム６２に入射する。

【００２３】偏光ハーフプリズム６２に入射した第１ビ
ームは、光分割面を透過してコーナーキューブ６４に向
かう。一方、偏光ハーフプリズム６２に入射した第２ビ
ームは、光分割面で反射されてコーナーキューブ６４に
向かう。すなわち、第１ビームおよび第２ビームは、偏
光ハーフプリズム６２を介して合成され、コーナーキュ
ーブ６４に入射する。

【００２４】コーナーキューブ６４に入射した合成ビー
ムは、図２中において下方（＋ｚ方向）に所定距離だけ
平行移動して反射された後、再び偏光ハーフプリズム６
２に入射する。偏光ハーフプリズム６２において、合成
ビームは第１ビームと第２ビームとに分離される。すな
わち、光分割面を透過した第１ビームは、１／４波長板
６３ａを介して、振動ミラー６の裏面上の点６７ａに入
射する。一方、光分割面で反射された第２ビームは、１
／４波長板６３ｂを介して、振動ミラー６の裏面上の点
６７ｂに入射する。ここで、２つの反射点６７ａおよび
６７ｂも、振動ミラー６の回転軸線（ｚ方向）に垂直な
面内にある。４つの反射点を上述のように配置すること
により、ダブルパスの差動干渉計であるにもかかわら
ず、振動ミラーに対するビーム間隔Ｌを大きく確保する
ことができるので、高精度な測定が可能になる。

【００２５】振動ミラー６の裏面で反射された第１ビー
ムおよび第２ビームは、それぞれ１／４波長板６３ａお
よび６３ｂを介して再び偏光ハーフプリズム６２に入射
する。偏光ハーフプリズム６２に入射した第１ビーム
は、光分割面で反射されて光電検出器６５に向かう。一
方、偏光ハーフプリズム６２に入射した第２ビームは、
光分割面を透過して光電検出器６５に向かう。すなわ
ち、第１ビームおよび第２ビームは、偏光ハーフプリズ
ム６２を介して合成され、光電検出器６５に入射する。

【００２６】光電検出器６５では、２つのビームによっ
て形成された干渉縞を観測し、フリンジカウントを行っ
て、後述するように振動ミラー６の回転角度を求めるこ
とができる。このように、図示の干渉光学系では、第１
ビームおよび第２ビームが振動ミラーまでの光路をそれ
ぞれ２往復して受光される、いわゆるダブルパスの差動
干渉計を構成している。また、各ビームの１回目の反射
点６６ａおよび６６ｂと２回目の反射点６７ａおよび６
７ｂとは、振動ミラー６の回転軸線と平行にそれぞれ配
置されている。こうして、図示の干渉光学系により、振
動ミラー６の所定面内における回転以外の回転や移動の
影響を受けることなく、振動ミラー６の所望の回転成分
だけを検出することができる。

【００２７】なお、振動ミラー６の回転角θは、次の近
似式（１）で表される。 θ≒ΔＬ／Ｌ （１） ここで、 ΔＬ：光路の片道分（往路または復路）の光路差 Ｌ ：振動ミラー上における第１ビームと第２ビームと
の間隔

【００２８】図３に示すように、本実施例における差動
干渉計では、第１ビームと第２ビームとで偏光ハーフプ
リズム６２内の光路長を完全に等しくすることができ
る。したがって、温度、気圧等の環境変動の影響を受け
にくく、高精度な計測が可能となる。また、上述したよ
うに、コーナーキューブ６４を用いて第１回目の反射点
と第２回目の反射点とを振動ミラー６の回転軸線に沿っ
て離間させている。したがって、振動ミラー６の所定面
内の回転に伴うビームのふれを上面の光路と下面の光路
とで相殺し、偏光ハーフプリズム６２において２つのビ
ームを完全に合成することができる。しかしながら、偏
光ハーフプリズム６２を、振動ミラー６にできるだけ近
接させて位置決するのが好ましい。

【００２９】また、再び図１を参照すると、マスク４１
は、ｘ方向およびｙ方向にそれぞれ移動可能なステージ
４２上において支持されている。ステージ４２上には、
ｙｚ平面に平行でｙ方向に延びた反射面を有するミラー
４３ｘおよびｘｚ平面に平行でｘ方向に延びた反射面を
有するミラー４３ｙが取り付けられている。そして、ス
テージ４２のｘ方向座標位置を計測するためのｘ方向干
渉計では、図示を省略したレーザから、測長ビーム５２
ｘが移動反射鏡であるミラー４３ｘに、参照ビーム５１
Rxが第１対物レンズ１６の端面に取り付けられた固定反
射鏡（不図示）にそれぞれ入射される。ｘ方向干渉計で
は、ミラー４３ｘからの反射光と固定反射鏡からの反射
光との干渉に基づいて、ステージ４２（マスク４１）の
ｘ方向移動位量を、ひいてはｘ方向座標位置を計測す
る。

【００３０】一方、ステージ４２のｙ方向座標位置を計
測するためのｙ方向干渉計では、図示を省略したレーザ
から、測長ビーム５２ｙが移動反射鏡であるミラー４３
ｙに、参照ビーム５１Ryが第１対物レンズ１６の端面に
取り付けられた固定反射鏡（不図示）にそれぞれ入射さ
れる。ｙ方向干渉計では、ミラー４３ｙからの反射光と
固定反射鏡からの反射光との干渉に基づいて、ステージ
４２（マスク４１）のｙ方向移動位量を、ひいてはｙ方
向座標位置を計測する。なお、ステージ４２の座標位置
計測用のレーザー光源と、前述した振動ミラー６の回転
角計測用のレーザー光源６１とを共用するように構成す
ることもできる。

【００３１】実際に、マスク４１上のパターン位置を計
測するには、たとえば観察光学系を介してマスク４１上
を観察しながら、パターン１８が第１対物レンズ１６の
光軸（観察視野の中心）の近傍に位置するまで、ステー
ジ４２を移動させる。このときのステージ４２の移動量
は、ｘ方向干渉計およびｙ方向干渉計で求める。次い
で、振動ミラー６を回転移動させることにより、マスク
４１上において２つの線状ビーム１７ｘおよび１７ｙで
走査して、パターン１８のエッジを検出する。パターン
１８のエッジを検出したときの２つの線状ビーム１７ｘ
および１７ｙの移動量は、差動干渉計によって計測した
振動ミラー６の回転角に基づいて求められる。こうし
て、ステージ４２の移動量および線状ビームの移動量に
基づいて、パターン１８の位置を計測することができ
る。

【００３２】なお、第１対物レンズ１６と第２対物レン
ズ１４とのディストーションは可能な限り小さく抑える
のが好ましい。また、リレーレンズ１０ｘおよび１０ｙ
は、ｆθレンズであるのが好ましい。しかしながら、ｆ
θレンズを使用しても、収差や製造誤差等に起因して、
振動ミラー６の回転角とマスク４１上における線状ビー
ム１７ｘおよび１７ｙの移動量との関係は厳密には線型
とはならない。したがって、基準の格子スケール等を用
いて、ｘ方向およびｙ方向における倍率をそれぞれ独立
にキャリブレーション（校正）することが望ましい。

【００３３】図４は、差動干渉計の変形例の構成を示す
図である。図４の差動干渉計は図３の差動干渉計と類似
の構成を有するが、図３の偏光ハーフプリズム６２が、
図４では３つのプリズム要素７１〜７３の組み合わせで
置換されている点だけが基本的に相違する。しかしなが
ら、図４においても、ダブルパスの差動干渉計が構成さ
れており、第１ビームと第２ビームとでプリズム７１〜
７３内の光路長が完全に等しく構成されている。したが
って、温度、気圧等の環境変動の影響を受けにくく、高
精度な計測が可能となる。

【００３４】図５は、本発明の第２実施例にかかる走査
光学装置の構成を概略的に示す斜視図である。第２実施
例では、水銀灯やハロゲンランプのような光源を用い
て、被検面上に線状ビームを投影している。図５の走査
光学装置では、振動ミラー用の干渉光学系、ステージ用
の干渉光学系および観察光学系が図１と全く同じ構成を
有し、走査光学系も図１の走査光学系と類似している。
したがって、図５において、図１の構成要素と基本的に
同じ機能を有する要素には、同じ参照符号が付されてい
る。以下、図５の走査光学装置の走査光学系について、
図１の構成との基本的な相違点に着目して説明する。

【００３５】図５の走査光学系において、水銀灯やハロ
ゲンランプのような光源からの光を伝搬したライトガイ
ド１０１の射出端から射出されたビームは、レンズ１０
２を介してスリット板１０３を照明する。ｚ方向に延び
たスリット板１０３を透過した光は、コリメートレンズ
１０４を介して、ハーフミラー４に入射する。ハーフミ
ラー４で反射された光は、振動ミラー６に達する。振動
ミラー６で反射された光は、ハーフミラー７を介した
後、偏向ハーフプリズム８に入射して２つのビームに分
離される。

【００３６】こうして、ミラー９ｘ（９ｙ）、リレーレ
ンズ１０ｘ（１０ｙ）、ミラー１１ｘ（１１ｙ）および
ミラー１２ｘ（１２ｙ）を介して、線状ビーム１３ｘ
（１３ｙ）が形成される。なお、レンズ１０４の光源側
焦点位置にスリット板１０３が配置されているので、レ
ンズ１０４とリレーレンズ１０ｘ（１０ｙ）とはアフォ
ーカル系を構成している。したがって、スリット板１０
３と線状ビーム１３ｘ（１３ｙ）とは互いに共役になっ
ている。線状ビーム１３ｘ（１３ｙ）からの光は、第２
対物レンズ１４、ダイクロイックミラー１５、および第
１対物レンズ１６を介して、マスク４１上に線状ビーム
１７ｘ（１７ｙ）として結像する。

【００３７】線状ビーム１７ｘ（１７ｙ）に対する反射
光は、それぞれ往路を戻りハーフミラー４に入射する。
ハーフミラー４を透過した合成パターン検出光は、レン
ズ１２３を介して偏光ハーフプリズム２４に入射する。
偏光ハーフプリズム２４で再び分離された反射光は、ス
リット板２５ｘ（２５ｙ）に入射する。なお、レンズ１
２３によって、スリット板１０３とスリット板２５ｘ
（２５ｙ）とは互いに共役になっている。

【００３８】こうして、第２実施例においても、被検面
からのパターン検出光は、往路を戻る際に再び振動ミラ
ーを介することにより、走査の影響を受けることなく被
検面と共役な位置に固定された共焦点スリット板の同じ
位置に結像する。そして、スリット板２５ｘ（２５ｙ）
をそれぞれ透過した反射光は、図示を省略した受光手段
によって光電検出される。このように、被検面上におい
てｘ方向およびｙ方向に二次元同時走査がおこなわれ、
２つの走査ビームに対応する２つのパターン検出光が互
いに混合することなく光電検出される。

【００３９】なお、上述の各実施例において、振動ミラ
ーの回転角を計測する差動干渉計を振動ミラーの反射面
とは逆の側に配置しているが、振動ミラーの反射面側に
配置することもできる。また、上述の各実施例では、本
発明をパターン位置計測装置に適用した例を示したが、
異物検査装置、レーザ加工装置、アライメント装置のよ
うな他の走査光学装置に適用可能であることはいうまで
もない。

【００４０】

【効果】以上説明したように、本発明の走査光学装置で
は、振動ミラーの互いに離間した２つの反射領域からの
２つの戻り光の干渉に基づいて振動ミラーの回転角を検
出する。こうして、高精度な走査レンズを使用すること
なく振動ミラーの回転角を高精度に検出し、被検面上に
おける走査ビームの移動量を正確に求めることができ
る。したがって、たとえば本発明を基板上の微細パター
ンのエッジを検出することによりパターンの座標位置を
計測するパターン位置計測装置に適用すれば、高精度な
パターン位置計測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる走査光学装置の構
成を概略的に示す斜視図である。

【図２】図１の干渉光学系の構成を示す拡大斜視図であ
る。

【図３】図１の干渉光学系の光路図である。

【図４】差動干渉計の変形例の構成を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例にかかる走査光学装置の構
成を概略的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ４ ハーフミラー ５ シリンドリカルレンズ ６ 振動ミラー ８ 偏光ハーフプリズム １４ 第２対物レンズ １５ ダイクロイックミラー １６ 第１対物レンズ １７ 走査ビーム ２４ 偏光ハーフプリズム ２５ 共焦点スリット板 ３１ ライトガイド ３２ コレクターレンズ ３３ ハーフミラー ３４ 観察用第２対物レンズ ３５ 二次元撮像素子 ６１ レーザ ６２ 偏光ハーフプリズム ６３ １／４波長板 ６４ コーナーキューブ ６５ 検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０７Ｃ ５２５Ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光束を供給するための光源手段と、該光
   源手段からの光束を被検面上に集光させるための集光光
   学系と、前記光源手段と前記集光光学系との間の光路中
   に設けられて前記被検面上の光束を光学的に走査するた
   めの走査手段とを備えた走査光学装置において、 前記走査手段は、入射光束の中心と射出光束の中心とを
   含む所定面内において該射出光束を走査するように回転
   移動する振動ミラーと、 前記振動ミラーの前記所定面内方向に沿って互いに離間
   した２つの反射領域までの光路をそれぞれ往復した２つ
   の光束の干渉に基づいて、前記振動ミラーの前記所定面
   内における回転角を検出するための差動干渉計とを備え
   ていることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記走査手段は、前記振動ミラーの基準
   位置を検出するための基準位置検出手段を備え、 前記基準位置検出手段は、前記振動ミラーと前記集光光
   学系との間の光路中に設けられた光束分割手段と、 前記光束分割手段を介して取り出された前記振動ミラー
   からの光束を結像させるための結像光学系と、 前記結像光学系を介して形成された像の位置を検出する
   ための像位置検出手段とを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 前記差動干渉計は、各反射領域までの光
   路をそれぞれ２往復した２つの光束の干渉に基づいて前
   記回転角を検出し、 前記各反射領域における第１反射点と第２反射点とは、
   前記所定面に垂直な方向に沿って互いに離間しているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装
   置。