JPS59164910A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
- Publication number
- JPS59164910A JPS59164910A JP3823183A JP3823183A JPS59164910A JP S59164910 A JPS59164910 A JP S59164910A JP 3823183 A JP3823183 A JP 3823183A JP 3823183 A JP3823183 A JP 3823183A JP S59164910 A JPS59164910 A JP S59164910A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- slit
- light
- measured
- circuit
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/10—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の属する技術分野コ
本発明は被測定物と基準面との微少距離を測定する距離
測定装置に関する。
測定装置に関する。
［従来技術とその問題点コ
半導体ウェハーやマスク等の試料に微細パターンを形成
する技術として光゛露光、電子ビーム露光。
する技術として光゛露光、電子ビーム露光。
その他各種の露光方法が開発されているが、このような
分野では試料（被測物）と対物レンズ主面（基準面）と
の距離を高櫂度に定める必妾がある。
分野では試料（被測物）と対物レンズ主面（基準面）と
の距離を高櫂度に定める必妾がある。
被測定物と基準面との距離を測定し、被測定物と基準面
とを一定距離に制御してレンズの焦点合わせを行なうに
は、従来被測定物に斜めから光を当て、その反射光の位
置を１次元ＣＯＤで検出している。反射光に照射された
ＣＣＤの光検出素子の位置の変化から反射光の位置、す
なわち被測定物と基準面との距離を検出していた。
とを一定距離に制御してレンズの焦点合わせを行なうに
は、従来被測定物に斜めから光を当て、その反射光の位
置を１次元ＣＯＤで検出している。反射光に照射された
ＣＣＤの光検出素子の位置の変化から反射光の位置、す
なわち被測定物と基準面との距離を検出していた。
しかしながら、この種の手法には次の様な問題があった
。被測定物と基準面の距離の精度は，ＣＣＤの光検出素
子の配列ピッチの距離で決まってしまう。現在、このＣ
ＯＤの光検出素子のピッチは１０μｍ以下のものはない
。従って、反射光の位置精度は１０μｍ以下にはできな
い。
。被測定物と基準面の距離の精度は，ＣＣＤの光検出素
子の配列ピッチの距離で決まってしまう。現在、このＣ
ＯＤの光検出素子のピッチは１０μｍ以下のものはない
。従って、反射光の位置精度は１０μｍ以下にはできな
い。
［発明の目的コ
本発明はＣＣＤの光検出素子の配列ピッチ以下の精度で
反射光の位置を検出し、被測定物と基準面との距離を高
精度に測定できる距離測定装置を提供することを目的と
している。
反射光の位置を検出し、被測定物と基準面との距離を高
精度に測定できる距離測定装置を提供することを目的と
している。
［発明の概要］
本発明では被測定物に斜めに光を当て、その反射光を２
次元ＣＣＤイメージセンサで検出し、その検出出力の座
標の変化から被測定物と基準面の距離の変化を検出する
。精度を上げるため２次元ＣＣＤイメージセンサの光検
出素子の行列に対し反射光を列（又は行）のやや斜に入
射させ、光検出素子のピッチ（行）内の補間を行ない被
測定物と基準面の距離を高精度に検出する。
次元ＣＣＤイメージセンサで検出し、その検出出力の座
標の変化から被測定物と基準面の距離の変化を検出する
。精度を上げるため２次元ＣＣＤイメージセンサの光検
出素子の行列に対し反射光を列（又は行）のやや斜に入
射させ、光検出素子のピッチ（行）内の補間を行ない被
測定物と基準面の距離を高精度に検出する。
し発明の効果］
本発明によれば被測定物と基準面との距離の精度がＣＣ
Ｄイメージセンサの光検出素子のピッチに影響されず、
高精度で検出できる０ ［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。図
中１は光学鏡筒で、との鏡筒の下面（基準面）２には対
物レンズ３が取りつけである。光源４から発した光はス
リット５を介して被測定物６に照射される。この光照射
によシ被測定物６から反射した反射光は２次元Ｃ０Ｄ７
にて検出される。２次元ＣＣＤ７は、その素子配列がス
リット５を通過した前記反射光に対しわずかに傾むくよ
うに取シつけられている。ＣＣＵ駆動回路８によシ２次
元ＣＣＤ７は駆動され、直列信号９を発生する。直列信
号９は２値化回路１０によシ２値信号１１に変換され、
位置座標回路１２に入力される。ＣＯＤ駆動回路８と位
置座標回路１２に同期信号１３を与える回路がＨ・■同
期回路１３である。位置座標回路１２によシ、２次元Ｃ
ＯＤ出力の２値信号１１に座標が与えられる。基準面２
と被測定物６の距離りをその位置座標から演算する回路
が距離演算回路１４第２図は２次元ＣＣ−Ｄ７と被測定
物６から反射したスリット５像の関係を示す。基準面２
と対物レンズ３との距離りが大きくなるとＭ２図に於い
てスリット５の像加は下に（矢印ａ方向）、距離りが小
さくなるとスリット５の像加は上に移動する（矢印す方
向）。
Ｄイメージセンサの光検出素子のピッチに影響されず、
高精度で検出できる０ ［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。図
中１は光学鏡筒で、との鏡筒の下面（基準面）２には対
物レンズ３が取りつけである。光源４から発した光はス
リット５を介して被測定物６に照射される。この光照射
によシ被測定物６から反射した反射光は２次元Ｃ０Ｄ７
にて検出される。２次元ＣＣＤ７は、その素子配列がス
リット５を通過した前記反射光に対しわずかに傾むくよ
うに取シつけられている。ＣＣＵ駆動回路８によシ２次
元ＣＣＤ７は駆動され、直列信号９を発生する。直列信
号９は２値化回路１０によシ２値信号１１に変換され、
位置座標回路１２に入力される。ＣＯＤ駆動回路８と位
置座標回路１２に同期信号１３を与える回路がＨ・■同
期回路１３である。位置座標回路１２によシ、２次元Ｃ
ＯＤ出力の２値信号１１に座標が与えられる。基準面２
と被測定物６の距離りをその位置座標から演算する回路
が距離演算回路１４第２図は２次元ＣＣ−Ｄ７と被測定
物６から反射したスリット５像の関係を示す。基準面２
と対物レンズ３との距離りが大きくなるとＭ２図に於い
てスリット５の像加は下に（矢印ａ方向）、距離りが小
さくなるとスリット５の像加は上に移動する（矢印す方
向）。
第３図は２次元ＣＣＤ７とスリット５の碌加の拡大図を
示す。第４図は２値化後のスリット像２１である。第４
図について詳細に説明する。ｎ列のスリット１象の中心
は ３ 二ｍ＋２．ｎ＋’１列も同様にｍ
＋２ 以下同様に（ｎ＋２．ｍ＋２）、・・・・・・
（ｎ＋６ 、ｍ＋２ ） 、 （ｎ＋７ 、ｍ＋３ ）
、・・曲（Ｈ＋１７ 、 ｒｎ＋３ ） ’、 （ｎ
＋１８．ｍ＋４ ） 、・・・・・・（ｎ＋２５．ｍ＋
４）となる。
示す。第４図は２値化後のスリット像２１である。第４
図について詳細に説明する。ｎ列のスリット１象の中心
は ３ 二ｍ＋２．ｎ＋’１列も同様にｍ
＋２ 以下同様に（ｎ＋２．ｍ＋２）、・・・・・・
（ｎ＋６ 、ｍ＋２ ） 、 （ｎ＋７ 、ｍ＋３ ）
、・・曲（Ｈ＋１７ 、 ｒｎ＋３ ） ’、 （ｎ
＋１８．ｍ＋４ ） 、・・・・・・（ｎ＋２５．ｍ＋
４）となる。
以上の座標から回帰直線ｙ＝ａ （ｘ−ｘ ） ＋ｙは
次の通り述まる。
次の通り述まる。
回帰直線の比例項ａと２次元ＣＣＤの光検索子のピッチ
ｂからスリット像の位置座標の精度（分解能） ａ−ｐ
が求まる。又、回帰直線の定数項ｙ −ａｘからスリッ
ト像の変化（上下）が求まる。精度を上げるためにはａ
を小さくする必要がある。
ｂからスリット像の位置座標の精度（分解能） ａ−ｐ
が求まる。又、回帰直線の定数項ｙ −ａｘからスリッ
ト像の変化（上下）が求まる。精度を上げるためにはａ
を小さくする必要がある。
現在、入手可能な２次元ＣＣＤの光検出素子のピッチｐ
はｐ＝１２μｍ程度のものがあるがらａ＝−２ とすれば１μｍの検出精度（スリット像）が得られる。
はｐ＝１２μｍ程度のものがあるがらａ＝−２ とすれば１μｍの検出精度（スリット像）が得られる。
第５図の様に被測定物６に入射する光の入射角をθとす
れば、 △ｌ−−〇− ＣＯＳθ となる。
れば、 △ｌ−−〇− ＣＯＳθ となる。
△ｈ＝△ｌｌｌ ｃｏｓθ
△！は回帰直線のΔ（ｙ−ａｘ）に相当する。又被測定
物６に対する精度（分解能）はａｐｃｏｓθとなる。
物６に対する精度（分解能）はａｐｃｏｓθとなる。
［本発明の他の実施例」
本実施例ではスリット状の像の回帰直線の定数項から被
測定物６の変化を検出したが、回帰直線ではなく一次モ
ーメント（重心）を求め、その変化から被測定物の変化
を求めてもよい。この時の移動量はベクトルの差となる
。
測定物６の変化を検出したが、回帰直線ではなく一次モ
ーメント（重心）を求め、その変化から被測定物の変化
を求めてもよい。この時の移動量はベクトルの差となる
。
第１図は本発明による距離測定装置の一実施例を示す構
成図、第２図は２次元ＣＣＤとスリット像の関係を示す
説明図、第３図は第２図の拡大図、第４図は２値化信号
の位置座標を示す説明図、第５図は２次元ＣＣＤと反射
光の関係を示す説明図である。 １・・・光学鏡筒、２・・・基準面、３・・・対物レン
ズ、４・・・光源、５・・・スリット、６・・・被画定
物、７・・・２次元ＣＣＤ、８・・・ＣＣＤ駆動回路、
９・・・直列信号、１０・・・２値化回路、１１・・・
２値信号、１２・・・位置座標回路、 み１３・・
・Ｈ・■同期回路、１４・・・距離演算回路。 第１図
成図、第２図は２次元ＣＣＤとスリット像の関係を示す
説明図、第３図は第２図の拡大図、第４図は２値化信号
の位置座標を示す説明図、第５図は２次元ＣＣＤと反射
光の関係を示す説明図である。 １・・・光学鏡筒、２・・・基準面、３・・・対物レン
ズ、４・・・光源、５・・・スリット、６・・・被画定
物、７・・・２次元ＣＣＤ、８・・・ＣＣＤ駆動回路、
９・・・直列信号、１０・・・２値化回路、１１・・・
２値信号、１２・・・位置座標回路、 み１３・・
・Ｈ・■同期回路、１４・・・距離演算回路。 第１図
Claims (3)
- （１）被測定物と基準面々の距離を測定する距離測定装
置において、上記被測定物に斜めから光を当てる光照射
手段と、該光照射手段からの゛光路にスリットを設け、
スリット状の光を上記被測定物に照射するスリット手段
と、前記基準面と一体的に移動するように設けられ、前
記被測定物からのスリット状の反射光に対し、素子の配
列方向がわずかに傾むけられた２次元光検出手段と、該
２次元光検出手段の出方を水平、垂直座標に座標化する
手段と、該反射光の座標の変化から前記被測定物と前記
基準面との距離を検出することを特徴とする距離測定装
置。 - （２）２次元光検出手段がＣＯＤイメージセンサである
ととを特徴とする特許 に記載の距離測定装置。 - （３）２次元光検出手段の出方を２値化し、座標化する
ことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項に記載の距
離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823183A JPS59164910A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823183A JPS59164910A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164910A true JPS59164910A (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=12519525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3823183A Pending JPS59164910A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164910A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614915A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
| JPS6410117A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Ono Sokki Co Ltd | Displacement measuring instrument |
| JPH0225710A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Hitachi Ltd | パターン検査方法 |
| US4911551A (en) * | 1986-09-15 | 1990-03-27 | Morander Karl Erik | Apparatus for determining the real or virtual distance of a light source from a measurement plane |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP3823183A patent/JPS59164910A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614915A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
| US4911551A (en) * | 1986-09-15 | 1990-03-27 | Morander Karl Erik | Apparatus for determining the real or virtual distance of a light source from a measurement plane |
| JPS6410117A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Ono Sokki Co Ltd | Displacement measuring instrument |
| JPH0225710A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Hitachi Ltd | パターン検査方法 |
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