JPH04236307A - パターン立体形状検知装置 - Google Patents
パターン立体形状検知装置Info
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- JPH04236307A JPH04236307A JP488391A JP488391A JPH04236307A JP H04236307 A JPH04236307 A JP H04236307A JP 488391 A JP488391 A JP 488391A JP 488391 A JP488391 A JP 488391A JP H04236307 A JPH04236307 A JP H04236307A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上の微細パターン
の検査装置に関わり、特に透明な微細パターンの立体形
状を効率的にかつ正確に測定するパターン立体形状検知
装置に関する。
の検査装置に関わり、特に透明な微細パターンの立体形
状を効率的にかつ正確に測定するパターン立体形状検知
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の立体パターン形状測定方法として
は例えば特開平２−３１１０３がある。
は例えば特開平２−３１１０３がある。
【０００３】図４は従来の透明な微細パターンの立体形
状の検知方法の原理図である。図４で１０１が基板１０
２上に形成されている厚さ数μｍ程度の透明なパターン
であり、基板１０２はＸ−Ｙテーブル１０９上に載置さ
れている。１１０は光軸Ｓに沿って図示Ａ方向（紙面で
は上下方向）に微動できる対物レンズであり、１１１は
検知側の収束レンズ、１１２はピンホール、１１３はフ
ォトディテクタである。また、点線で示す１１４は偏光
ビームスプリッタであり、１１５は投光レンズである。
状の検知方法の原理図である。図４で１０１が基板１０
２上に形成されている厚さ数μｍ程度の透明なパターン
であり、基板１０２はＸ−Ｙテーブル１０９上に載置さ
れている。１１０は光軸Ｓに沿って図示Ａ方向（紙面で
は上下方向）に微動できる対物レンズであり、１１１は
検知側の収束レンズ、１１２はピンホール、１１３はフ
ォトディテクタである。また、点線で示す１１４は偏光
ビームスプリッタであり、１１５は投光レンズである。
【０００４】ここで投光レンズ１１５からそれぞれ波長
がλ１，λ２であり、かつ平行光であるレーザ光２０１
とレーザ光２０２を同時に出射し偏光ビームスプリッタ
１１４で両方ともパターン１０１の方向に反射させる。 この反射したレーザ光２０１、レーザ光２０２は対物レ
ンズ１１０を透過後波長λ１のレーザ光１はパターン１
０１に進入してパターン下面すなわち基板１０２の面の
所定位置Ｆで焦点を結び反射してレーザ光２０１′とな
る。その後対物レンズ１１０と偏光ビームスプリッタ１
１４を透過し更に収束レンズ１１１で収束されてピンホ
ール１１２部分の位置Ｆ１で焦点を結びフォトディテク
タ１１３に強力な光信号として入射するように各光学系
を配置してある。
がλ１，λ２であり、かつ平行光であるレーザ光２０１
とレーザ光２０２を同時に出射し偏光ビームスプリッタ
１１４で両方ともパターン１０１の方向に反射させる。 この反射したレーザ光２０１、レーザ光２０２は対物レ
ンズ１１０を透過後波長λ１のレーザ光１はパターン１
０１に進入してパターン下面すなわち基板１０２の面の
所定位置Ｆで焦点を結び反射してレーザ光２０１′とな
る。その後対物レンズ１１０と偏光ビームスプリッタ１
１４を透過し更に収束レンズ１１１で収束されてピンホ
ール１１２部分の位置Ｆ１で焦点を結びフォトディテク
タ１１３に強力な光信号として入射するように各光学系
を配置してある。
【０００５】一方、波長λ２のレーザ光２０２は上記レ
ーザ光２０１と同様に透明パターン１０１に進入するが
、波長が異なっているためパターン１０１内での屈折率
に差が生じレーザ光２０１とは異なった光路をたどる。 すなわち、レーザ光２０２は図４ではパターン１０１内
の位置Ｆに焦点を結ぶようになっている。
ーザ光２０１と同様に透明パターン１０１に進入するが
、波長が異なっているためパターン１０１内での屈折率
に差が生じレーザ光２０１とは異なった光路をたどる。 すなわち、レーザ光２０２は図４ではパターン１０１内
の位置Ｆに焦点を結ぶようになっている。
【０００６】従ってパターン下面すなわち基板１０２の
面で反射したレーザ光２０２′は対物レンズ１１０及び
偏光ビームスプリッタ１１４と透過し更に収束レンズ１
１１で収束されてもピンホール１１２の位置に収束せず
例えば位置Ｆ１′に収束するのでフォトディテクタ１１
３には微弱な光信号しか到達しない。
面で反射したレーザ光２０２′は対物レンズ１１０及び
偏光ビームスプリッタ１１４と透過し更に収束レンズ１
１１で収束されてもピンホール１１２の位置に収束せず
例えば位置Ｆ１′に収束するのでフォトディテクタ１１
３には微弱な光信号しか到達しない。
【０００７】ここで、対物レンズ１１０を光軸方向に微
動させてレーザ光２０２のパターン１０１内部における
焦点位置Ｆ′を基板１０２上のＦ点に合わせると、レー
ザ光２０２の反射光であるレーザ光２０２′は上記のレ
ーザ光２０１′とほぼ同じ光路をたどることからピンホ
ール１１２部分の位置Ｆ１で収束することとなり、フォ
トディテクタ１１３に強力な光信号を入射させることが
できる。
動させてレーザ光２０２のパターン１０１内部における
焦点位置Ｆ′を基板１０２上のＦ点に合わせると、レー
ザ光２０２の反射光であるレーザ光２０２′は上記のレ
ーザ光２０１′とほぼ同じ光路をたどることからピンホ
ール１１２部分の位置Ｆ１で収束することとなり、フォ
トディテクタ１１３に強力な光信号を入射させることが
できる。
【０００８】このことは、対物レンズ１１０を移動する
ことによってレーザ光２０１の場合とレーザ光２０２の
場合それぞれについてフォトディテクタ１１３に強力な
光信号が到達することとなり、この時の対物レンズ１１
０の移動距離から透明パターン１０１の厚さを算出でき
ることとなる。
ことによってレーザ光２０１の場合とレーザ光２０２の
場合それぞれについてフォトディテクタ１１３に強力な
光信号が到達することとなり、この時の対物レンズ１１
０の移動距離から透明パターン１０１の厚さを算出でき
ることとなる。
【０００９】ここで、上述の対物レンズ１１０の移動距
離をｕとし、レーザ光２０１，レーザ光２０２のパター
ン１０１に対する入射各をθ、レーザ光２０１のパター
ン１０１における屈折角をα、屈折率をｎ１とし、レー
ザ光２０２のパターン１０１における屈折角をβ、屈折
率をｎ２とすると、透明パターン１０１の厚みはｈは
離をｕとし、レーザ光２０１，レーザ光２０２のパター
ン１０１に対する入射各をθ、レーザ光２０１のパター
ン１０１における屈折角をα、屈折率をｎ１とし、レー
ザ光２０２のパターン１０１における屈折角をβ、屈折
率をｎ２とすると、透明パターン１０１の厚みはｈは
【
００１０】
００１０】
【００１１】となる。ここで
ｓｉｎα＝ｎ１・ｓｉｎθ 式５ｓｉｎβ＝ｎ２
・ｓｉｎθ 式６である。式４から、対物レンズ
１１０の移動距離ｕを求めることによりパターン１０１
の厚さｈと断面形状を検知することができる。
・ｓｉｎθ 式６である。式４から、対物レンズ
１１０の移動距離ｕを求めることによりパターン１０１
の厚さｈと断面形状を検知することができる。
【００１２】図５は従来のパターン立体形状検知装置の
構成図である。ＸＹテーブル１０９上に透明パターン１
０１が形成された基板１０２が載せられている。１２０
，１２１はそれぞれ波長λ１，λ２のレーザ光源であり
、１２２ａ，１２２ｂはフィルタ、１２３は上記２つの
レーザ光を同軸化し特定の偏光成分として送出する偏光
ビームスプリッタ、１２４は特定の偏光成分のみを反射
し他の偏光成分を透過させる偏光ビームスプリッタ、１
２５は光軸方向に微動可能な対物レンズ、１２６は反射
ミラ、１２７は収束レンズ、１２８はピンホール、１２
９はフォトディテクタ、１３０はフォトディテクタ１２
９の信号を演算処理して表示するモニタ画像を示してい
る。
構成図である。ＸＹテーブル１０９上に透明パターン１
０１が形成された基板１０２が載せられている。１２０
，１２１はそれぞれ波長λ１，λ２のレーザ光源であり
、１２２ａ，１２２ｂはフィルタ、１２３は上記２つの
レーザ光を同軸化し特定の偏光成分として送出する偏光
ビームスプリッタ、１２４は特定の偏光成分のみを反射
し他の偏光成分を透過させる偏光ビームスプリッタ、１
２５は光軸方向に微動可能な対物レンズ、１２６は反射
ミラ、１２７は収束レンズ、１２８はピンホール、１２
９はフォトディテクタ、１３０はフォトディテクタ１２
９の信号を演算処理して表示するモニタ画像を示してい
る。
【００１３】図５において対物レンズ１２５を図示され
ない移動機構で図示Ａ′方向に微動させることによって
フォトディテクタ１２９は、レーザ光源１２０からのレ
ーザ光２０１，レーザ光源２０２からのレーザ光２０２
のそれぞれについて光信号としてのピークを検知するこ
とができる。図６は図５のモニタ画像３０における検知
信号の例を示したものであり、横軸Ｘには対物レンズ１
２５の移動距離、縦軸Ｙはフォトディテクタ１２９の受
光光量を表している。このとき、上記対物レンズ１２５
の移動で得られるカーブは図６の様に２つのピークを示
し、この２つのピーク値の間の移動距離ｕより式４，式
５，式６よりパターン１０１の厚みを算出する。
ない移動機構で図示Ａ′方向に微動させることによって
フォトディテクタ１２９は、レーザ光源１２０からのレ
ーザ光２０１，レーザ光源２０２からのレーザ光２０２
のそれぞれについて光信号としてのピークを検知するこ
とができる。図６は図５のモニタ画像３０における検知
信号の例を示したものであり、横軸Ｘには対物レンズ１
２５の移動距離、縦軸Ｙはフォトディテクタ１２９の受
光光量を表している。このとき、上記対物レンズ１２５
の移動で得られるカーブは図６の様に２つのピークを示
し、この２つのピーク値の間の移動距離ｕより式４，式
５，式６よりパターン１０１の厚みを算出する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述した、従来の透明
な微細パターンの立体形状検知方法では、以下のような
理由により、高精度な検知が行えないという欠点がある
。
な微細パターンの立体形状検知方法では、以下のような
理由により、高精度な検知が行えないという欠点がある
。
【００１５】対物レンズ１１０の移動距離ｕは、フォト
ディテクタ１１３での受光光量の２つのピーク値から求
める。その時の対物レンズの移動距離と、受光光量との
関係は図６のようになる。
ディテクタ１１３での受光光量の２つのピーク値から求
める。その時の対物レンズの移動距離と、受光光量との
関係は図６のようになる。
【００１６】しかし、パターン１０１の厚みが薄くなる
と図７のように、２つのピークが近づき波形が重なりあ
ってしまい、２つのピークの位置の差から移動距離ｕを
求めることが困難となり、パターン１０１の厚さｈの測
定精度が低下してしまう。
と図７のように、２つのピークが近づき波形が重なりあ
ってしまい、２つのピークの位置の差から移動距離ｕを
求めることが困難となり、パターン１０１の厚さｈの測
定精度が低下してしまう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン立体形
状検知装置は、異なる波長光を発振する２つのレーザ光
源と、この２つのレーザ光源からの２つの出射レーザ光
を試料に対向して配置された１つの対物レンズに導くた
めの少なくとも２つの偏光ビームスプリッタを含む同軸
光学系と、前記同軸光学系中の１つの偏光ビームスプリ
ッタで前記出射レーザ光の光路から分離された前記出射
レーザ光が前記試料で反射し前記対物レンズを逆行して
くる２つの反射レーザ光を分離するためのダイクロイッ
クミラーと、このダイクロイックミラーで分離された前
記２つの反射レーザ光それぞれについて収束レンズで収
束させてからピンホールに通したものをフォトディテク
タで検出する２つの共焦点光学系とを含み、前記対物レ
ンズを光軸に沿って微動可能としたことを特徴とする。
状検知装置は、異なる波長光を発振する２つのレーザ光
源と、この２つのレーザ光源からの２つの出射レーザ光
を試料に対向して配置された１つの対物レンズに導くた
めの少なくとも２つの偏光ビームスプリッタを含む同軸
光学系と、前記同軸光学系中の１つの偏光ビームスプリ
ッタで前記出射レーザ光の光路から分離された前記出射
レーザ光が前記試料で反射し前記対物レンズを逆行して
くる２つの反射レーザ光を分離するためのダイクロイッ
クミラーと、このダイクロイックミラーで分離された前
記２つの反射レーザ光それぞれについて収束レンズで収
束させてからピンホールに通したものをフォトディテク
タで検出する２つの共焦点光学系とを含み、前記対物レ
ンズを光軸に沿って微動可能としたことを特徴とする。
【００１８】
【作用】図１は本発明を説明する原理図である。
【００１９】図１で１が基板２上に形成されている厚さ
数μｍ程度の透明なパターンであり、基板２はＸ−Ｙテ
ーブル９上に載置されている。投光レンズ１５から波長
がλ１，λ２であり、かつ平行光であるレーザ光５１と
レーザ光５２が出射される。１０は光軸Ｓに沿って図示
Ａ方向（紙面では上下方向）に微動でき、かつ波長λ１
，λ２に対して波長補正が施されている対物レンズであ
り、１１はレーザ光５１側の収束レンズ、１２はピンホ
ール、１３はフォトディテクタであり、収束レンズ１１
とピンホール１２との距離は収束レンズ１１の波長λ１
での焦点距離に等しくしておく。
数μｍ程度の透明なパターンであり、基板２はＸ−Ｙテ
ーブル９上に載置されている。投光レンズ１５から波長
がλ１，λ２であり、かつ平行光であるレーザ光５１と
レーザ光５２が出射される。１０は光軸Ｓに沿って図示
Ａ方向（紙面では上下方向）に微動でき、かつ波長λ１
，λ２に対して波長補正が施されている対物レンズであ
り、１１はレーザ光５１側の収束レンズ、１２はピンホ
ール、１３はフォトディテクタであり、収束レンズ１１
とピンホール１２との距離は収束レンズ１１の波長λ１
での焦点距離に等しくしておく。
【００２０】２１はレーザ光５２側の収束レンズ、２２
はピンホール、２３はフォトディテクタであり、レーザ
光１側と同様に、収束レンズ２１とピンホール２２との
距離は収束レンズ２１の波長λ２での焦点距離に等しく
しておく。
はピンホール、２３はフォトディテクタであり、レーザ
光１側と同様に、収束レンズ２１とピンホール２２との
距離は収束レンズ２１の波長λ２での焦点距離に等しく
しておく。
【００２１】また、１４は偏光ビームスプリッタであり
、１５は投光レンズであり、１６はレーザ光５１とレー
ザ光５２を分離するためのダイクロイックミラーである
。
、１５は投光レンズであり、１６はレーザ光５１とレー
ザ光５２を分離するためのダイクロイックミラーである
。
【００２２】投光レンズ１５からそれぞれ波長がλ１，
λ２であり、かつ平行光であるレーザ光５１とレーザ光
５２を同時に出射し偏光ビームスプリッタ１４で両方と
もパターン１の方向に反射させる。この反射したレーザ
光５１，レーザ光５２は対物レンズ１０を通過後波長λ
１のレーザ光５１はパターン１に進入してパターン下面
すなわち基板２の面の所定位置Ｆで焦点を結び反射して
レーザ光５１′となる。その後対物レンズ１０と偏光ビ
ームスプリッタ１４を透過しダイクロイックミラー１６
を透過する。更に収束レンズ１１で収束されてピンホー
ル１２の位置Ｆ１で焦点を結びフォトディテクタ１３に
強力な光信号として入射するように各光学系を配置して
ある。
λ２であり、かつ平行光であるレーザ光５１とレーザ光
５２を同時に出射し偏光ビームスプリッタ１４で両方と
もパターン１の方向に反射させる。この反射したレーザ
光５１，レーザ光５２は対物レンズ１０を通過後波長λ
１のレーザ光５１はパターン１に進入してパターン下面
すなわち基板２の面の所定位置Ｆで焦点を結び反射して
レーザ光５１′となる。その後対物レンズ１０と偏光ビ
ームスプリッタ１４を透過しダイクロイックミラー１６
を透過する。更に収束レンズ１１で収束されてピンホー
ル１２の位置Ｆ１で焦点を結びフォトディテクタ１３に
強力な光信号として入射するように各光学系を配置して
ある。
【００２３】一方、波長λ２のレーザ光５２は上記レー
ザ光５１と同様に透明パターン１に進入するが、波長が
異なっているためパターン１内での屈折率に差が生じレ
ーザ光１とは異なった光路をたどる。すなわち、レーザ
光５２は第１図ではパターン１内の位置Ｆ′に焦点を結
ぶ。
ザ光５１と同様に透明パターン１に進入するが、波長が
異なっているためパターン１内での屈折率に差が生じレ
ーザ光１とは異なった光路をたどる。すなわち、レーザ
光５２は第１図ではパターン１内の位置Ｆ′に焦点を結
ぶ。
【００２４】従ってパターン下面すなわち基板２の面で
反射したレーザ光５２′は対物レンズ１０及び偏光ビー
ムスプリッタ１４と透過しダイクロイックミラー１６で
反射され、更に収束レンズ２１で収束されてもピンホー
ル２２の位置に収束せず例えば位置Ｆ１′に収束するの
でフォトディテクタ２３には微弱な光信号しか到達しな
い。
反射したレーザ光５２′は対物レンズ１０及び偏光ビー
ムスプリッタ１４と透過しダイクロイックミラー１６で
反射され、更に収束レンズ２１で収束されてもピンホー
ル２２の位置に収束せず例えば位置Ｆ１′に収束するの
でフォトディテクタ２３には微弱な光信号しか到達しな
い。
【００２５】ここで、対物レンズ１０を光軸方向に微動
させてレーザ光５２のパターン１内部における焦点位置
Ｆ′を基板２上のＦ点に合わせると、レーザ光２の反射
光、レーザ光２′はピンホール２２の位置Ｆ２で収束す
ることとなり、フォトディテクタ２３に強力な光信号を
入射させることができる。
させてレーザ光５２のパターン１内部における焦点位置
Ｆ′を基板２上のＦ点に合わせると、レーザ光２の反射
光、レーザ光２′はピンホール２２の位置Ｆ２で収束す
ることとなり、フォトディテクタ２３に強力な光信号を
入射させることができる。
【００２６】このことは、対物レンズ１０を移動するこ
とによってレーザ光５１の場合とレーザ光５２の場合そ
れぞれについてフォトディテクタ１３とフォトディテク
タ２３に強力な光信号がそれぞれ到達することとなり、
対物レンズ１０の移動距離から透明パターン１の厚さを
算出することができる。
とによってレーザ光５１の場合とレーザ光５２の場合そ
れぞれについてフォトディテクタ１３とフォトディテク
タ２３に強力な光信号がそれぞれ到達することとなり、
対物レンズ１０の移動距離から透明パターン１の厚さを
算出することができる。
【００２７】ここで、例えば対物レンズ１０の移動距離
をｕとし、レーザ光５１，レーザ光５２のパターン１に
対する入射角をそれぞれθ、レーザ光５１のパターン１
における屈折角をα、屈折率をｎ１とし、レーザ光５２
のパターン１における屈折角をβ、屈折率をｎ２とする
と、透明パターン１の厚みｈは
をｕとし、レーザ光５１，レーザ光５２のパターン１に
対する入射角をそれぞれθ、レーザ光５１のパターン１
における屈折角をα、屈折率をｎ１とし、レーザ光５２
のパターン１における屈折角をβ、屈折率をｎ２とする
と、透明パターン１の厚みｈは
【００２８】
【００２９】となる。ここで
ｓｉｎα＝ｎ１・ｓｉｎθ 式２ｓｉｎβ＝ｎ２
・ｓｉｎθ 式３であり、θ，ｎ１，ｎ２は既知
であり、ｕは測定値であるから、対物レンズ１０の移動
距離ｕを求めることによりパターン１の厚さｈと断面形
状を検知することができる。
・ｓｉｎθ 式３であり、θ，ｎ１，ｎ２は既知
であり、ｕは測定値であるから、対物レンズ１０の移動
距離ｕを求めることによりパターン１の厚さｈと断面形
状を検知することができる。
【００３０】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００３１】図２は本発明の一実施例の構成図である。
【００３２】図３（１）、図３（２）は図２のフォトデ
ィテクタ１３，フォトディテクタ２３の検知信号例であ
る。
ィテクタ１３，フォトディテクタ２３の検知信号例であ
る。
【００３３】図２でＸ−Ｙテーブル９上には透明なパタ
ーン１が形成された基板２が載っている。２７，２９は
それぞれλ１，λ２の波長のレーザ光を出射するレーザ
光源であり、例えばレーザ光源２７は波長６３２．８ｎ
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光源、レーザ光源２９は波長５１
４．５ｎｍのＡｒレーザ光源である。
ーン１が形成された基板２が載っている。２７，２９は
それぞれλ１，λ２の波長のレーザ光を出射するレーザ
光源であり、例えばレーザ光源２７は波長６３２．８ｎ
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光源、レーザ光源２９は波長５１
４．５ｎｍのＡｒレーザ光源である。
【００３４】２６，２８はフィルタ、２５はレーザ光源
２７，２９からの２つのレーザ光を同軸化し特定の偏光
成分のみを送出する偏光ビームスプリッタ、２４は特定
の偏光成分のみを反射し他の偏光成分は通過する偏光ビ
ームスプリッタ、１０は光軸方向に微動可能な対物レン
ズ、１６はダイクロイックミラー、１１は収束レンズ、
１２はピンホール、１３はフォトディテクタ、２１は収
束レンズ、２２はピンホール、２３はフォトディテクタ
、３０はフォトディテクタ１３とフォトディテクタ２３
の信号を処理してパターン１の厚みｈを算出する演算部
である。ここで収束レンズ１１とピンホール１２、収束
レンズ２１とピンホール２２との距離は図１の場合と同
様である。
２７，２９からの２つのレーザ光を同軸化し特定の偏光
成分のみを送出する偏光ビームスプリッタ、２４は特定
の偏光成分のみを反射し他の偏光成分は通過する偏光ビ
ームスプリッタ、１０は光軸方向に微動可能な対物レン
ズ、１６はダイクロイックミラー、１１は収束レンズ、
１２はピンホール、１３はフォトディテクタ、２１は収
束レンズ、２２はピンホール、２３はフォトディテクタ
、３０はフォトディテクタ１３とフォトディテクタ２３
の信号を処理してパターン１の厚みｈを算出する演算部
である。ここで収束レンズ１１とピンホール１２、収束
レンズ２１とピンホール２２との距離は図１の場合と同
様である。
【００３５】レーザ光源２７とレーザ光源２９から出射
した２つのレーザ光はビームスプリッタ２５で特定の偏
光成分を持つ同軸二光線となり、更に偏光ビームスプリ
ッタ２４で反射し対物レンズ１０で収束されて透明パタ
ーン１に入射する。このときレーザ光源２７からのレー
ザ光６１がパターン１の下面すなわち基板２の上面で焦
点を結び、反射すると反射したレーザ光６１′は対物レ
ンズ１０を通り平行光となり、ダイクロイックミラー１
６を透過し、収束レンズ１１によりピンホール１２の位
置に焦点を結びフォトディテクタ１３に入射する。この
とき対物レンズ１０を図示しない移動機構で図示Ａ方向
に微動させるとそのときの対物レンズ１０の移動距離と
、フォトディテクタ１３の受光光量との関係は例えば図
３（１）のようになる。
した２つのレーザ光はビームスプリッタ２５で特定の偏
光成分を持つ同軸二光線となり、更に偏光ビームスプリ
ッタ２４で反射し対物レンズ１０で収束されて透明パタ
ーン１に入射する。このときレーザ光源２７からのレー
ザ光６１がパターン１の下面すなわち基板２の上面で焦
点を結び、反射すると反射したレーザ光６１′は対物レ
ンズ１０を通り平行光となり、ダイクロイックミラー１
６を透過し、収束レンズ１１によりピンホール１２の位
置に焦点を結びフォトディテクタ１３に入射する。この
とき対物レンズ１０を図示しない移動機構で図示Ａ方向
に微動させるとそのときの対物レンズ１０の移動距離と
、フォトディテクタ１３の受光光量との関係は例えば図
３（１）のようになる。
【００３６】またその時の対物レンズ１０の移動距離と
フォトディテクタ２３の受光光量との関係は例えば図３
（２）のようになり、レーザ光２が基板２の上面で焦点
を結び対物レンズ１０で平行光となり、ピンホール２２
で焦点を結ぶときにピーク値となる。この場合、図３（
１）と図３（２）のピーク位置の差の分の対物レンズ１
０の移動距離ｕより式１，式２，式３をもちいてパター
ン１の厚さを算出する。
フォトディテクタ２３の受光光量との関係は例えば図３
（２）のようになり、レーザ光２が基板２の上面で焦点
を結び対物レンズ１０で平行光となり、ピンホール２２
で焦点を結ぶときにピーク値となる。この場合、図３（
１）と図３（２）のピーク位置の差の分の対物レンズ１
０の移動距離ｕより式１，式２，式３をもちいてパター
ン１の厚さを算出する。
【００３７】
【発明の効果】本発明のパターン立体形状検知装置は、
試料面で反射したレーザ光を、ダイクロイックミラーを
設けることで、異なる波長のレーザ光を分離するととも
に、受光する収束レンズ，ピンホール，フォトディテク
タから構成される共焦点光学系を１つでなく、２つ設け
ているために、異なる波長の２つのレーザ光の反射光量
の受光光量のピークを個別に測定できるようになり、透
明な微細パターンの形状を高精度で測定することができ
る。
試料面で反射したレーザ光を、ダイクロイックミラーを
設けることで、異なる波長のレーザ光を分離するととも
に、受光する収束レンズ，ピンホール，フォトディテク
タから構成される共焦点光学系を１つでなく、２つ設け
ているために、異なる波長の２つのレーザ光の反射光量
の受光光量のピークを個別に測定できるようになり、透
明な微細パターンの形状を高精度で測定することができ
る。
【図１】本発明を説明する原理図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図３】図３（１）は図２のフォトディテクタ１３での
対物レンズ１０の移動距離と受光光量との関係図、図３
（２）はフォトディテクタ２３での対物レンズ１０の移
動距離と受光光量との関係図である。
対物レンズ１０の移動距離と受光光量との関係図、図３
（２）はフォトディテクタ２３での対物レンズ１０の移
動距離と受光光量との関係図である。
【図４】従来のパターン立体形状検知方法の原理図であ
る。
る。
【図５】従来のパターン立体形状検知装置の構成図であ
る。
る。
【図６】図５におけるモニタ画像１３０の検知信号を示
す図である。
す図である。
【図７】透明パターン１０１の厚みが薄い場合のモニタ
画像１３０の検知信号を示す図である。
画像１３０の検知信号を示す図である。
１ パターン
２ 基板
９ ＸＹテーブル
１０ 対物レンズ
１１ 収束レンズ
１２ ピンホール
１３ フォトディテクタ
１４ 偏光ビームスプリッタ
１６ ダイクロイックミラー
２１ 収束レンズ
２２ ピンホール
２３ フォトディテクタ
２４ 偏光ビームスプリッタ
２５ 偏光ビームスプリッタ
２６ フィルタ
２７ レーザ光源
２８ フィルタ
２９ レーザ光源
３０ 演算部
１０１ 透明パターン
１０２ 基板
１１０ 対物レンズ
１１２ ピンホール
１１３ フォトディテクタ
１１４ 偏光ビームスプリッタ
１２０ レーザ光源
１２１ レーザ光源
１２２ａ フィルタ
１２２ｂ フィルタ
１２３ 偏光ビームスプリッタ
１２４ 偏光ビームスプリッタ
１２５ 対物レンズ
１２６ 反射ミラー
１２７ 収束レンズ
１２８ ピンホール
１２９ フォトディテクタ
１３０ モニタ画像
Claims (1)
- 【請求項１】 異なる波長光を発振する２つのレーザ
光源と、この２つのレーザ光源からの２つの出射レーザ
光を試料に対向して配置された１つの対物レンズに導く
ための少なくとも２つの偏光ビームスプリッタを含む同
軸光学系と、前記同軸光学系中の１つの偏光ビームスプ
リッタで前記出射レーザ光の光路から分離された前記出
射レーザ光が前記試料で反射し前記対物レンズを逆行し
てくる２つの反射レーザ光を分離するためのダイクロイ
ックミラーと、このダイクロイックミラーで分離された
前記２つの反射レーザ光それぞれについて収束レンズで
収束させてからピンホールに通したものをフォトディテ
クタで検出する２つの共焦点光学系とを含み、前記対物
レンズを光軸に沿って微動可能としたことを特徴とする
パターン立体形状検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP488391A JPH04236307A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パターン立体形状検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP488391A JPH04236307A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パターン立体形状検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236307A true JPH04236307A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11596081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP488391A Pending JPH04236307A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パターン立体形状検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236307A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995009346A1 (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Confocal optical apparatus |
| JPH07176582A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-14 | Nec Corp | ワイヤ形状測定装置 |
| JP2006153851A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 共焦点光学装置及び球面収差補正方法 |
| KR100675566B1 (ko) * | 2004-12-28 | 2007-01-30 | 삼성코닝정밀유리 주식회사 | 유리기판의 돌출 결함 형상 측정장치 및 방법 |
| JP2008058230A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Disco Abrasive Syst Ltd | 加工孔の深さ検出装置およびレーザー加工機 |
| JP2011007556A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Lasertec Corp | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
| JP2014155936A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 加工装置 |
| JP2017159369A (ja) * | 2017-05-11 | 2017-09-14 | 住友大阪セメント株式会社 | 加工装置のオフセット量調整方法 |
| JP2017199916A (ja) * | 2015-01-28 | 2017-11-02 | 株式会社東京精密 | 位置検出装置及びレーザー加工装置 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP488391A patent/JPH04236307A/ja active Pending
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| US10322467B2 (en) | 2015-01-28 | 2019-06-18 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Position detecting device and laser processing device |
| JP2017159369A (ja) * | 2017-05-11 | 2017-09-14 | 住友大阪セメント株式会社 | 加工装置のオフセット量調整方法 |
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