JPH10239014A - 焦点検出装置及び検査装置 - Google Patents
焦点検出装置及び検査装置Info
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- JPH10239014A JPH10239014A JP4356997A JP4356997A JPH10239014A JP H10239014 A JPH10239014 A JP H10239014A JP 4356997 A JP4356997 A JP 4356997A JP 4356997 A JP4356997 A JP 4356997A JP H10239014 A JPH10239014 A JP H10239014A
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Abstract
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つ。 【解決手段】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3
6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合ったところとして検出する。
Description
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して維持するための焦点検出
装置及びこの焦点検出装置を用いて試料を検査する検査
装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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1
2やCCDラインセンサ13の位置を決めている。
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。
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てる焦点検出装置
を提供することを目的とする。
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
査ができる検査装置を提供することを目的とする。
された試料からの光を結像光学系を通して所定位置に結
像するときの結像位置を検出する焦点検出装置におい
て、試料の照明光と同一波長の検出用光を結像光学系を
通して試料に照射する入射光学系と、所定位置に配置さ
れ、試料で反射して結像光学系により結像された検出用
光を受光するセンサと、このセンサの受光量が最も高く
なるところを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、を備えた焦点検出装置である。
れた試料からの光を結像光学系を通して所定位置に結像
するとき、試料の照明光と同一波長の検出用光を結像光
学系を通して試料に照射し、この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センサで受光する。そ
して、このセンサの受光量が最も高くなるところを試料
像のピントの合ったところとして検出する。
出装置において、入射光学系は、試料を照明する照明光
を検出用光として導く光ファイバーと、この光ファイバ
ーにより導かれた検出用光を平行光に変換する焦点検出
投光光学系と、結像光学系内に配置され、焦点検出投光
光学系により平行光に変換された検出用光を結像光学系
の対物レンズを通して試料に照射するハーフミラーと、
を有する。
照明する照明光を検出用光として光ファイバーにより焦
点検出投光光学系に導き、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内に配置されたハーフ
ミラーで反射して結像光学系の対物レンズを通して試料
に照射する。そして、試料で反射した検出用光を結像光
学系により結像し、それをセンサで受光し、このセンサ
の受光量が最も高くなるところを試料像のピントの合っ
たところとして検出する。
明光学系を通して試料に照射し、この試料を透過した試
料像を結像光学系を通して検査用センサに結像し、この
検査用センサの出力に基づいて試料の検査を行う検査装
置において、試料の照明光と同一波長の検出用光を結像
光学系を通して試料に照射する入射光学系と、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受光するフォーカス用センサ
と、このフォーカス用センサの受光量が最も高くなると
ころを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、を備えた検査装置である。
照明光で照明された試料からの光を結像光学系を通して
検査用センサに結像し、この検査用センサの出力に基づ
いて試料の検査を行う場合、試料に対する照明光と同一
波長の検出用光を結像光学系を通して試料に照射し、こ
の試料で反射して結像光学系により結像された検出用光
をフォーカス用センサで受光する。そして、このフォー
カス用センサの受光量が最も高くなるところを試料像の
ピントの合ったところとして検出する。
置において、入射光学系は、光源からの照明光を検出用
光として導く光ファイバーと、この光ファイバーにより
導かれた検出用光を平行光に変換する焦点検出投光光学
系と、結像光学系内に配置され、焦点検出投光光学系に
より平行光に変換された検出用光を結像光学系の対物レ
ンズを通して試料に照射するハーフミラーと、を有す
る。
照明光で照明された試料からの光を結像光学系を通して
検査用センサに結像し、この検査用センサの出力に基づ
いて試料の検査を行う場合、試料を照明する照明光を検
出用光として光ファイバーにより焦点検出投光光学系に
導き、ここで検出用光を平行光に変換し、この検出用光
を結像光学系内に配置されたハーフミラーで反射して結
像光学系の対物レンズを通して試料に照射する。そし
て、試料で反射した検出用光を結像光学系により結像
し、それをセンサで受光し、このセンサの受光量が最も
高くなるところを試料像のピントの合ったところとして
検出する。
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。
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。
は、CCDラインセンサ13が配置されている。このC
CD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。
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。
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。
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。
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。
る検出用レーザ光の光路上には、焦点検出投光光学系3
4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。
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3
4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。
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。
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。
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。
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3
6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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
に保てる焦点検出装置を提供できる。
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検査装置を提供できる。
対する検出装置の一実施の形態を示す構成図。
示す図。
の構成図。
Claims (4)
- 【請求項1】 照明された試料からの光を結像光学系を
通して所定位置に結像するときの前記結像位置を検出す
る焦点検出装置において、 前記試料の照明光と同一波長の検出用光を前記結像光学
系を通して前記試料に照射する入射光学系と、 前記所定位置に配置され、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受光するセンサ
と、 このセンサの受光量が最も高くなるところを前記試料像
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焦点検出装置。 - 【請求項2】 前記入射光学系は、前記試料を照明する
照明光を検出用光として導く光ファイバーと、 この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光学系と、 前記結像光学系内に配置され、前記焦点検出投光光学系
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試料に照射するハーフミラー
と、を有することを特徴とする請求項1記載の焦点検出
装置。 - 【請求項3】 光源からの照明光を照明光学系を通して
試料に照射し、この試料を透過した試料像を結像光学系
を通して検査用センサに結像し、この検査用センサの出
力に基づいて前記試料の検査を行う検査装置において、 前記試料の照明光と同一波長の検出用光を前記結像光学
系を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受光
するフォーカス用センサと、 このフォーカス用センサの受光量が最も高くなるところ
を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検査装置。 - 【請求項4】 前記入射光学系は、前記光源からの照明
光を検出用光として導く光ファイバーと、 この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光学系と、 前記結像光学系内に配置され、前記焦点検出投光光学系
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試料に照射するハーフミラー
と、を有することを特徴とする請求項3記載の検査装
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 true JPH10239014A (ja) | 1998-09-11 |
JP3754164B2 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) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100637738B1 (ko) | 2005-09-30 | 2006-10-25 | 피에스아이 주식회사 | 일반카메라를 이용한 dlp용 피에조미러의 진동측정방법 |
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 |
CN104977779A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-10-14 | 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
Cited By (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 |
CN104977779A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-10-14 | 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 |
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---|---|
JP3754164B2 (ja) | 2006-03-08 |
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