JPH02186312A - 自動合焦照明装置 - Google Patents

自動合焦照明装置

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JPH02186312A
JPH02186312A JP1006744A JP674489A JPH02186312A JP H02186312 A JPH02186312 A JP H02186312A JP 1006744 A JP1006744 A JP 1006744A JP 674489 A JP674489 A JP 674489A JP H02186312 A JPH02186312 A JP H02186312A
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detecting
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Hisashi Isozaki
久 磯崎
Kiyobumi Suzuki
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は半導体マスク等の検査装置に使用する照明装置
に係わり、特に、被検物の厚みを正確に把題し、被検物
の厚みに応じて透過照明光学系の合焦を自動的に行うこ
とのできる自動合焦照明装置に関するものである。
「従来の技術」 従来の半導体マスク等の検査装置に搭載されていた照明
装置は、検査やlt察を行う結像光学系は焦点を自動的
に合わせることのできる自動合焦機能が採用されていた
。しかし、被検物を照明するための透過照明光学系には
、自動合焦fll#tは採用されていなかった。そこで
半導体マスク等の検査を行う前に、まず、被検物に対す
る結像光学系の合焦を行い、yg過照明光学系の調整は
、被検物の厚み、屈折率等めパラメータを与え、このパ
ラメータに対応する位置に透過照明系の移動させること
により行っていた。即ち1個々の被検物に対して合焦操
作を行うのでなく、各種パラメータから得られた所定の
合焦位置に透過照明光学系を移動させて調整を行ってい
た。
「発明が解決しようとする課毬」 )−かしながら上記従も型の半導体マスク等力検査装置
に使用する照明り:置は、小型の被検1ダに対しては、
設定条件の透過照明位置でも実用上十分の均一な透過照
明を行うことができたが、比較的大型の被検物を検査す
る場合には、被検物が自重によって撓んでしまうので、
所定の透過照明位置では、均一な透過照明が行えないと
いう問題点が鳥うた。特に比較的大きなレクチル等を検
査する場合には、レクチル等の自重により数百μmの単
位で撓んでしまうため、レクチル等の厚みのみで例えば
ケーラータイプの透過照明系の照明位置を設定してしま
うと、合焦ri置が照明め最良の位置から外れてしまう
という深刻な間と点があった。
二のなめ透過照明光学系にも、別個の自動合焦装置を装
備させることも考えられるが1位置検出手段を結合光学
系とは別体に設けなければならず。
装置が複雑化してコストが上がり、装置全体の小型化を
図ることができないという問題点があった。
「課題を解決するための手段」 本発明は上記all!に鴬み案出されたもので、*検物
の位置を検出するための位置検出手段を有する結像光学
系と、この被検物を照明するための透過照明光学系とか
らなり、結像光学系には、前記位置検出手段の検出信号
に基き、結合光学系を合焦させるための第1の駆動手段
と、この第1の駆動手段による移動量を検出し、被検物
の厚みを検出するための移動量検出手段とが備えられて
おり。
前記透過照明光学系には、FJ記記動動量検出手段検出
信号に基き、前記透過照明光学系の合焦を行うための第
2の駆動手段が備えられていることを特徴としている。
Crf!用ノ 以上の櫟に構成された本発明は、第1の駆動手段が位置
検出手段の検出信号に基き、結合光学系を合焦させる。
そして移動量検出手段が第1の駆動手段の移動量を検出
しJl!検物の厚みを計測する。更に第2の駆動手段が
前記移動量検出手段の検出信号に基き、透過照明系を合
焦させるようになっている。
「実j1例」 本発明の一実施例を図面に基いて説明する。第1図は本
実施例の自動合焦装置の構成を示すもので、自動合焦!
装置は結像光学系1と透過照明系2の2つの光学系を有
している。結合光学系1は。
発光部11と反射部材121〜124と、受光部1)と
3位置検出手段14と、第1の駆動[15と、移動量検
出部16とからなっている。5!光部11は、赤外線や
レーザー光線を放射させるためのもので、赤外LEDや
半導体レーザー等が採用される。この発光部11から放
射された光線は。
第1の反射部材121と第2の反射部材122で反射さ
れ、被検物200の被検面に斜めに照射される。被検?
v200の被検面で反射された光線は。
第3の反射部材123.第4の反射部材124で反射さ
れ、受光部1)に入射されるようになっている。この光
路は、光テコを構成する様になっている。受光部1)は
、入射光から被検物200の被検面の位置を計測するも
のであり1本実施例では半導体装置検出器(PSD)が
採用されている。
二の半導体装置検出器(PSD)は、この半導体装置検
出1表面における光スポットの輝度中心を出力するため
のものである。
ニーで、半導体装置検出器(PSD)1)の構造を第3
図に基いて説明する。半導体装置検出器1)は、高抵抗
半導体表面の片面、或は両面に均一な抵抗N1)1が形
成されており、この抵抗層1)1の両端に信号収り出し
用の一対のIE極1)2.1)3が設けられている9表
面層はPN接合を形成しており、光t、*果により光電
流を生成する様に構成されている。
PSDのt極A1)2とt伍B1)3との距離をり、[
抗をRLとし、 ′rtffiA 1)1’う光)入射
位置を丈での距離をX、その部分の抵抗をRにとする。
光の入射位置で発生した光生成電荷は、光の入射エネル
ギに比例する光Wla (T o)として抵抗層1)1
に到達す′る。そして光IE流は、それぞれの電極1)
2.1)3までの抵抗値に逆比例する様に分割される。
したがって、t[xA1)2及びt!1ft81)3か
ら収り出せる電流IA E*は次の様に計算される。
!、4 −111      2X となり、抵抗層1)1は均一で、長さと抵抗値!虚比例
すると仮定すれば。
1m=To  ・□ ・ ・ ・ (4) と表すことができる。そして位置信号をPとし。
■、とl、の和と差を計算し、これらを除すれ(i′。
となり、受光位置を計算することができる。
本実施例では、これらの原理の検出器を2個装備した2
次元PSDを採用しているが、1次元PSDを採用し、
−次元の位置を計測することもできる。
次に第4図に基いて位置検出部14を説明する。
位置検出#!14は、受光部1)の出力信号から竣検?
1200の被検面の位置を演算するものである9この位
置検出部14は、前置増幅器141と加算用演算器14
2と減算用演算器143と除算用演算器144とからな
っている。前置増幅器141は、PSD1)の出力信号
を増幅するためのものである。第1の前置#IIi器1
411Jl:第2の前置増幅器1412とが、Y軸方向
の位置を検出する出力信号を増幅し、第3の増幅器14
1)と第4の増幅器1414とが、X軸方向の位置を検
出する出力信号を増幅する様に構成されている。第1の
加算用演算器1421は、Y軸方向検出用の出力信号で
あるY、、Y、の加算を行うものである。
更に、第1の減算用演算器1431は、Y軸方向検出用
の出力信号であるY、、¥2の減算を行うものである。
第1の除算用演算器1441は、第1の減算用演算器1
431の出力信号を、第1の加算用演算器1421の出
力信号で除算するものである。この第1の除算用演算器
1441の出力は、上記(5)式を演算した結果と等価
であり、Y軸方向の位置信号を得ることができる。同様
に、第2の加算用演算器1422と第2の減算用演算器
1432と第2の除算用演算器」442とを接続すれば
、X軸方向の位置信号を得ることができる。
第1の駆動部15は、結合光学系1を被検物2QOの被
検面に合焦させるためのものである。この合焦は1発光
fljllから発光された光線が、被検物200の被検
面で反射し、この反射光が受光部1)に入射するが、受
光部1)に入射する入射光の位置が、被検部200との
距離により変化することを利用することができる。即ち
、位置検出部l11の出力信号により、*横面200ま
での距離を計測することが可能である。従って第1の駆
動部15が5被検物200の被検面までの距離に応じて
光学系を移動させ、結像光学系lを合焦させることがで
きる。更に移動量検出部16は、第1の駆動部15の合
焦動作による光学系の移動距離を計測するものである、
移動検出部16は、リニアスケール等を使用してもよく
、駆動手段にエンコーダー等を収り付けて計測してもよ
い、即ち、合焦動作による光学系の移動手段の移動量を
計測できる物であれば足りる。
次に、透過光学系2を説明する。y!1過光学系2は、
光源部21と電光手段22と第2の駆動部23とから構
成されている。光源部21は、被検物200を照明する
ための光源であり、適宜のランプ等が使用される。11
.光手段22は、光源部21の光線を被検物200の被
検面に合焦させ、被検面を照明するものである。第2の
駆動手段23は、結合光学系1の移動量検出部16の検
出信号に基き、電光手段22をrIR整して透過照明光
学系2を被検物200の被検面に合焦させるものである
コンピュータ3は、位置検出部14と移動量検出部16
の出力信号に基き、第1の駆動部15と第2の駆動部2
3を制御駆動するためのものである。
以上の様に構成された本実施例は、マスクパターンが形
成された半導体マスク(被検物200)を基準台4に載
置する1次に、発光部11から光線を発光させ、半導体
マスク200に照射させる。
半導体マスク200からの反射光を受光部1)に入射さ
せる。受光部1)は1反射光の入射位置に相当する電流
を出力し、位置検出手段14が演算処理して位置信号を
コンピュタ3に出力する。コンピュタ3は1位置検出手
段14の位置信号に基き、半導体マスク200までの距
離を算出する。
そして結合光学系1が、半導体マスク200の被検面で
合焦させるために、第1の駆動部15を駆動させる。こ
の結果、結像光学系1は自動的に合焦する。更に移動量
検出部16が、第1の駆動部15による結合光学系1の
移動量を検出する。即ち、規準台4の位置から半導体マ
スク200の合焦位置までの距離を計測すれば、半導体
マスク200の厚みを計測することが可能となる、この
移動量検出部16の検出信号は、コンピュータ3に出力
され、コンピュータ3が、半導体マスク200の厚みを
考慮して透過照明光学系2の合焦位置を算出する。そし
て、コンピュータ3は第2の駆動部23を駆動させ、透
過照射光学系2を半導体マスク200の被検面に合焦さ
せ、正確に照明させることができる。
次に1本実施例を半導体マスク検査装置に応用した例を
第2図に基いて説明する。この半導体マスク検査装置は
、半導体マスクのパターンを検査するもので、対物レン
ズ5と、ハーフミラ−6と。
CCD7と、駆動回路8と、A、/Dコンバータ9と1
判断部100と、正規パターンデータfI1110と、
コンピュータ120と、外部記憶装置1)0と、TVカ
メラ140と、モニタ150とからなっている。
前述の自動合焦装置により結像光学系1と透過照明系2
とが共に合焦した後2本実施例である半導体マスク検査
装置を動作させる。対物レンズ5が、被検物である半導
体マスク200の像をハーフ8ラーを透過して、CCD
(電荷結合素子)7上に@像させる。CCD7は、結像
された半導体マスクに対応する電気信号を駆動回路8に
送出する。駆動回路8ではCCD7の出力信号を増II
等処理した後、A 、、/ Dコンバータ9に出力する
。A−’Dコンバータ9は、駆動回路8の画像信号を高
速にAD変換する。そして判断部100が、正規パター
ンデータ部J10に記憶されている画像データとCCD
7で撮像し5た画像、データが一致するか占かパターン
マy%Hチングを行う、そして、コンピュータ120が
、半導体マスク200に傷等の破損部が在るか否かを判
訪処理し1判断結果を外部記憶装置1)0であるフロッ
ピディスク苓に記憶させる。この際、C0D7で撮像し
なiI像をモニタ150に描出させることができ4.な
お、ハーフミラ−6で反射させた光線による像をコ゛\
パhメラ140でti*L、モニタ150に表示するこ
とができる。この様に構成すれば、コンピュータ120
に、入力されている画像データが適当であるかチエ・リ
フすることができる。
以上の櫟に構成された本実施例は、半導体マスク200
の厚みを考慮して結像光学系1と透過照明光学系2の合
焦が行わわるので、照明位置が狂うことなく、!&適な
条件で半導体マスク200の検査を行うことができる。
そして、自動合焦をリアルタイムに行うことができるの
で、正確かつ効率的に半導体マスクの検査を行うことが
できるという効果がある。
「効果」 以上の様に構成された本発明は、第1の駆動手段が、位
置検出手段の検出信号に基き、結合光学系を合焦させる
と共に、移動量検出手段が、第1の駆動手段の移動量を
検出し、被検物の厚みを計測し、第2の駆動手段が、前
記移動量検出手段の噴出信号(;基さ、透過照明系を合
焦させるように渚戎されているので1位置検出手段と移
動量検出手段によって透過照明光学系を合焦させること
ができる。透過照明光学系も被検物の厚みや自重による
撓みを考慮して合焦するので、正確に被検面を照明する
ことができるという効果がある。特に本発明の自動合焦
装置は、結像光学系のみに搭載すればよいので、Wi造
が複雑化せず、コストも安い上、装置全体の小型化が可
能であるという卓越した効果がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は本実施例
の構成を説明する図であり、第2図は本実施例を半導体
マスク検査装置に応用した例を示す図、第3図はPSD
の構造を示す図であり、第4図は位置検出部の構成を示
す図である。 2 ・ ・ 23・ 3・ ・ 4 ・ ・ 透過照明光学系 第2の駆動部 コンピュータ 基準台 1・・・結像光学系 14・・位置検出部 15・・第1の駆動部 16・・移動量検出部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検物の位置を検出するための位置検出手段を有
    する結像光学系と、この被検物を照明するための透過照
    明光学系とからなり、結像光学系には、前記位置検出手
    段の検出信号に基き、結合光学系を合焦させるための第
    1の駆動手段と、この第1の駆動手段による移動量を検
    出し、被検物の厚みを検出するための移動量検出手段と
    が備えられており、前記透過照明光学系には、前記移動
    量検出手段の検出信号に基き、前記透過照明光学系の合
    焦を行うための第2の駆動手段が備えられていることを
    特徴とする自動合焦照明装置。
JP01006744A 1989-01-13 1989-01-13 自動合焦照明装置 Expired - Fee Related JP3120176B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1123952A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Nec Corp オートフォーカス装置及びこれを利用したレーザ加工装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6168321U (ja) * 1984-10-06 1986-05-10
JPS61194723A (ja) * 1985-02-25 1986-08-29 Hitachi Ltd 光学装置

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