JPH075370A - 多数面同時測定顕微鏡装置 - Google Patents
多数面同時測定顕微鏡装置Info
- Publication number
- JPH075370A JPH075370A JP5167558A JP16755893A JPH075370A JP H075370 A JPH075370 A JP H075370A JP 5167558 A JP5167558 A JP 5167558A JP 16755893 A JP16755893 A JP 16755893A JP H075370 A JPH075370 A JP H075370A
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- Japan
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- sample
- optical path
- image pickup
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光路分割手段２により対物レンズの光路を３
つに等分割するが、試料によっては２つ以上の適当な数
に分割することにより試料の厚さ方向の観察・測定範囲
が広げる。 【構成】 対物レンズ１と、この対物レンズ１の後方に
配置され、対物レンズ１の光路Ｌを分割する光路分割手
段２と、この光路分割手段２により分割された各分割光
路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 上に配置され、対物レンズ１により
拡大された試料像を電気信号に変換する複数の撮像手段
３，４，５と、これらの撮像手段３，４，５からの信号
を複数の試料像が重なり合うように処理するコントロー
ルユニット６と、このコントロールユニット６からの映
像信号に基づいて重ね合わされた試料像を表示するテレ
ビモニタ７とを備え、撮像手段３，４，５の撮像面３ｓ
1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 を、対物レンズ１の光軸方向の異な
る位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対してそれぞれ共役な位置に
配置した。
つに等分割するが、試料によっては２つ以上の適当な数
に分割することにより試料の厚さ方向の観察・測定範囲
が広げる。 【構成】 対物レンズ１と、この対物レンズ１の後方に
配置され、対物レンズ１の光路Ｌを分割する光路分割手
段２と、この光路分割手段２により分割された各分割光
路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 上に配置され、対物レンズ１により
拡大された試料像を電気信号に変換する複数の撮像手段
３，４，５と、これらの撮像手段３，４，５からの信号
を複数の試料像が重なり合うように処理するコントロー
ルユニット６と、このコントロールユニット６からの映
像信号に基づいて重ね合わされた試料像を表示するテレ
ビモニタ７とを備え、撮像手段３，４，５の撮像面３ｓ
1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 を、対物レンズ１の光軸方向の異な
る位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対してそれぞれ共役な位置に
配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、試料面の厚さ方向の
異なる面を同時に観察・測定する多数面同時測定顕微鏡
装置に関する。
異なる面を同時に観察・測定する多数面同時測定顕微鏡
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウエハパターンの微細化に伴い、高い解
像力の顕微鏡装置が必要になるが、解像力Ｒと焦点深度
Ｄとの関係は一般に Ｒ＝（１．２２λ）／（２ＮＡ） Ｄ＝（２ＮＡ2 ）＋１／（７Ｍ×ＮＡ） で表される。但し、λ：波長、ＮＡ：開口数、Ｍ：倍率
である。
像力の顕微鏡装置が必要になるが、解像力Ｒと焦点深度
Ｄとの関係は一般に Ｒ＝（１．２２λ）／（２ＮＡ） Ｄ＝（２ＮＡ2 ）＋１／（７Ｍ×ＮＡ） で表される。但し、λ：波長、ＮＡ：開口数、Ｍ：倍率
である。
【０００３】上記のように解像力Ｒと焦点深度Ｄとは反
比例し、高解像（高倍）になればなるほど焦点深度Ｄは
浅くなる。例えば１００ｘ、ＮＡ＝０．９の対物レンズ
の焦点深度Ｄは約０．３（μｍ）である。これは例えば
ウエハの重ね合わせ測定を行う装置の場合、そのウエハ
表面の段差１〜３（μｍ）に対して非常に小さい。した
がって、ウエハ表面の上段パターン及び下段パターンを
観察・測定するとき、ウエハの載っているステージを上
下動させるなどして、焦点の合う位置を変える必要があ
った。
比例し、高解像（高倍）になればなるほど焦点深度Ｄは
浅くなる。例えば１００ｘ、ＮＡ＝０．９の対物レンズ
の焦点深度Ｄは約０．３（μｍ）である。これは例えば
ウエハの重ね合わせ測定を行う装置の場合、そのウエハ
表面の段差１〜３（μｍ）に対して非常に小さい。した
がって、ウエハ表面の上段パターン及び下段パターンを
観察・測定するとき、ウエハの載っているステージを上
下動させるなどして、焦点の合う位置を変える必要があ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ステージを
上下動させると、対物レンズとステージとの直角精度や
ステージの上下動精度等を得るために高精度な制御が必
要になり、直角精度や上下動精度が得られないと正確な
測定値が得られないという問題があった。
上下動させると、対物レンズとステージとの直角精度や
ステージの上下動精度等を得るために高精度な制御が必
要になり、直角精度や上下動精度が得られないと正確な
測定値が得られないという問題があった。
【０００５】一方、開口数ＮＡを小さくして焦点深度Ｄ
を多くとると、解像力Ｒが減少するという問題があっ
た。
を多くとると、解像力Ｒが減少するという問題があっ
た。
【０００６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は高解像でありながら試料の厚さ方
向の異なる面を同時且つ正確に観察・測定することがで
きる多数面同時測定顕微鏡装置を提供することである。
たもので、その課題は高解像でありながら試料の厚さ方
向の異なる面を同時且つ正確に観察・測定することがで
きる多数面同時測定顕微鏡装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の多数面同時測定顕微鏡装置は、
対物レンズと、この対物レンズの後方に配置され、前記
対物レンズの光路を分割して複数の試料像を形成する光
路分割手段と、この光路分割手段により分割された各分
割光路上に配置され、前記複数の試料像を各々電気信号
に変換する複数の撮像手段と、これらの撮像手段からの
信号を前記複数の試料像が重なり合うように処理する信
号処理手段と、この信号処理手段からの信号に基づいて
重ね合わされた試料像を表示する表示手段とを備え、前
記複数の撮像手段の撮像面を、前記対物レンズの光軸方
向の異なる複数の所定位置に対してそれぞれ共役な位置
に配置した。
め請求項１記載の発明の多数面同時測定顕微鏡装置は、
対物レンズと、この対物レンズの後方に配置され、前記
対物レンズの光路を分割して複数の試料像を形成する光
路分割手段と、この光路分割手段により分割された各分
割光路上に配置され、前記複数の試料像を各々電気信号
に変換する複数の撮像手段と、これらの撮像手段からの
信号を前記複数の試料像が重なり合うように処理する信
号処理手段と、この信号処理手段からの信号に基づいて
重ね合わされた試料像を表示する表示手段とを備え、前
記複数の撮像手段の撮像面を、前記対物レンズの光軸方
向の異なる複数の所定位置に対してそれぞれ共役な位置
に配置した。
【０００８】また、請求項２記載の発明の多数面同時測
定顕微鏡装置は、前記光路分割手段と前記各撮像手段と
の間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置
した。
定顕微鏡装置は、前記光路分割手段と前記各撮像手段と
の間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置
した。
【０００９】
【作用】試料の厚さ方向に異なる複数の所定位置に対応
する複数の試料像を表示手段上に重ね合わせて表示する
ようにしたので、試料の厚さ方向の広い範囲で同時観察
・測定が可能になる。
する複数の試料像を表示手段上に重ね合わせて表示する
ようにしたので、試料の厚さ方向の広い範囲で同時観察
・測定が可能になる。
【００１０】また、光路分割手段と前記各撮像手段との
間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置す
るようにすれば、試料の厚さ方向に異なる複数の所定位
置間の距離を変えることができ、各種の試料の測定が可
能になる。
間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置す
るようにすれば、試料の厚さ方向に異なる複数の所定位
置間の距離を変えることができ、各種の試料の測定が可
能になる。
【００１１】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１２】図１はこの発明の一実施例に係る多数面同
時測定顕微鏡装置の全体構成図である。
時測定顕微鏡装置の全体構成図である。
【００１３】拡大用の対物レンズ１の後方には、対物レ
ンズ１の光路Ｌを３つに等分割する光路分割手段２が配
置されている。この光路分割手段２としては電気的に調
整するようなものでもよいし、また必ずしも等分割であ
る必要はない。各分割光路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 上にはそれ
ぞれ撮像管３，４，５が配置されている。撮像管３の撮
像面３ｓ1 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ１、撮像管４
の撮像面４ｓ2 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ２、撮像
管５の撮像面５ｓ3 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ３と
共役な位置にそれぞれ配置され、各撮像面３ｓ1 ，４ｓ
2 ，５ｓ3 に形成される像は映像信号に変換される。前
記は図示しない試料（ウエハ）の表面に形成された３層
のパターンの上面に対応し、各撮像管３，４，５は試料
の厚さ方向の異なるパターン面（焦点深度の幅を意味す
る）を撮像する。
ンズ１の光路Ｌを３つに等分割する光路分割手段２が配
置されている。この光路分割手段２としては電気的に調
整するようなものでもよいし、また必ずしも等分割であ
る必要はない。各分割光路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 上にはそれ
ぞれ撮像管３，４，５が配置されている。撮像管３の撮
像面３ｓ1 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ１、撮像管４
の撮像面４ｓ2 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ２、撮像
管５の撮像面５ｓ3 は対物レンズ１の前方の位置Ｓ３と
共役な位置にそれぞれ配置され、各撮像面３ｓ1 ，４ｓ
2 ，５ｓ3 に形成される像は映像信号に変換される。前
記は図示しない試料（ウエハ）の表面に形成された３層
のパターンの上面に対応し、各撮像管３，４，５は試料
の厚さ方向の異なるパターン面（焦点深度の幅を意味す
る）を撮像する。
【００１４】撮像管３，４，５はコントロールユニット
６に接続され、コントロールユニット６で試料像が重ね
合わされる。コントロールユニット６はテレビモニタ７
に接続され、テレビモニタ７上に重ね合わされた試料像
が表示される。テレビモニタ７は制御ユニット８に接続
され、制御ユニット８ではテレビモニタ７で合成された
試料像を用いて各種の処理・演算が行われる。
６に接続され、コントロールユニット６で試料像が重ね
合わされる。コントロールユニット６はテレビモニタ７
に接続され、テレビモニタ７上に重ね合わされた試料像
が表示される。テレビモニタ７は制御ユニット８に接続
され、制御ユニット８ではテレビモニタ７で合成された
試料像を用いて各種の処理・演算が行われる。
【００１５】次に、この多数面同時測定顕微鏡装置の動
作を述べる。
作を述べる。
【００１６】位置Ｓ１，位置Ｓ２及び位置Ｓ３からの光
束は光路分割手段２により３つに等分割され、各撮像管
３の撮像面３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 に位置Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３に対応する試料像がそれぞれ形成される。各試料像
は撮像管３，４，５で映像信号に変換され、映像信号は
撮像管３，４，５からコントロールユニット６に送出さ
れる。コントロールユニット６は撮像管３，４，５から
の映像信号を入力し、試料像を重ね合わせる。その後テ
レビモニタ７上に重ね合わされた試料像が表示され、制
御ユニット８でテレビモニタ７で合成された像を用いて
各種の処理・演算が行われる。
束は光路分割手段２により３つに等分割され、各撮像管
３の撮像面３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 に位置Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３に対応する試料像がそれぞれ形成される。各試料像
は撮像管３，４，５で映像信号に変換され、映像信号は
撮像管３，４，５からコントロールユニット６に送出さ
れる。コントロールユニット６は撮像管３，４，５から
の映像信号を入力し、試料像を重ね合わせる。その後テ
レビモニタ７上に重ね合わされた試料像が表示され、制
御ユニット８でテレビモニタ７で合成された像を用いて
各種の処理・演算が行われる。
【００１７】この実施例の多数面同時測定顕微鏡装置に
よれば、対物レンズ１として高解像（高倍）のものを用
いても、同じ対物レンズを用いた従来例に較べ、試料の
厚さ方向の観察・測定範囲が３倍になる。
よれば、対物レンズ１として高解像（高倍）のものを用
いても、同じ対物レンズを用いた従来例に較べ、試料の
厚さ方向の観察・測定範囲が３倍になる。
【００１８】なお、前記位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は試料の
位置を光軸方向にずらすことにより変化させることがで
きる。したがって例えばウエハの厚さが変わったとして
も同時測定が可能である。
位置を光軸方向にずらすことにより変化させることがで
きる。したがって例えばウエハの厚さが変わったとして
も同時測定が可能である。
【００１９】また、撮像管３，４，５の撮像面３ｓ1 ，
４ｓ2 ，５ｓ3 を独立にずらすことにより、位置Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３間の距離を変えることもできる。したがっ
て、パターン面間の距離が異なる他の種類の試料にも対
応できる。
４ｓ2 ，５ｓ3 を独立にずらすことにより、位置Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３間の距離を変えることもできる。したがっ
て、パターン面間の距離が異なる他の種類の試料にも対
応できる。
【００２０】図２はこの発明の他の実施例に係る多数面
同時測定顕微鏡装置の全体構成図である。前述の実施例
と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。
このの実施例では、図２に示すように、各分割光路
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 中に光路長を変える例えばリレーレン
ズ９ａ，９ｂ，９ｃなどの光学部材を挿入したり外した
りすることにより、撮像面３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 に対
して共役な位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を変えることがでる
し、リレーレンズ９ａ，９ｂ，９ｃを分割光路Ｌ1 ，Ｌ
2 ，Ｌ3 の方向に動かして位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を変え
ることもできる。すなわち、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は観
察対象の試料に応じて予め定めておいてもよいし、テレ
ビモニタ７を観察しつつ変化させるようにしてもよい。
同時測定顕微鏡装置の全体構成図である。前述の実施例
と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。
このの実施例では、図２に示すように、各分割光路
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 中に光路長を変える例えばリレーレン
ズ９ａ，９ｂ，９ｃなどの光学部材を挿入したり外した
りすることにより、撮像面３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 に対
して共役な位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を変えることがでる
し、リレーレンズ９ａ，９ｂ，９ｃを分割光路Ｌ1 ，Ｌ
2 ，Ｌ3 の方向に動かして位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を変え
ることもできる。すなわち、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は観
察対象の試料に応じて予め定めておいてもよいし、テレ
ビモニタ７を観察しつつ変化させるようにしてもよい。
【００２１】前述の各実施例では、光路分割手段２によ
り対物レンズ１の光路Ｌを３つに等分割したが、試料に
よっては２つ以上の適当な数に分割することにより試料
の厚さ方向の観察・測定範囲を広げることができる。
り対物レンズ１の光路Ｌを３つに等分割したが、試料に
よっては２つ以上の適当な数に分割することにより試料
の厚さ方向の観察・測定範囲を広げることができる。
【００２２】また、各撮像管３，４，５からの映像信号
を選択的にコントロールユニット６に接続するために、
各撮像管３，４，５とコントロールユニット６との間に
図示しないスイッチを配設するようにすると、位置Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３のうちの所望の位置の試料像の観察・測
定ができるばかりでなく、所望の複数の位置の試料像を
重ね合わせて観察・測定をすることができる。
を選択的にコントロールユニット６に接続するために、
各撮像管３，４，５とコントロールユニット６との間に
図示しないスイッチを配設するようにすると、位置Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３のうちの所望の位置の試料像の観察・測
定ができるばかりでなく、所望の複数の位置の試料像を
重ね合わせて観察・測定をすることができる。
【００２３】更に、テレビモニタ７の水平走査線には限
りがあるので、対物レンズ１による試料像をそのまま映
像信号に変換すると、テレビモニタ７上での解像が試料
像を観察した場合に低くなることがあるが、撮像面３ｓ
1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 の置かれている像面を更に２〜１０
倍程度に拡大するリレーレンズを配設し、このリレーレ
ンズにより拡大された像面に撮像管３，４，５の撮像面
３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 を置くようにすれば、十分高解
像の試料像をテレビモニタ７上に表示することができ
る。この場合、各リレーレンズの倍率を変えて、対物レ
ンズから位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３までのそれぞれの距離が
異なることによる倍率変動を併せて補正することもでき
る。
りがあるので、対物レンズ１による試料像をそのまま映
像信号に変換すると、テレビモニタ７上での解像が試料
像を観察した場合に低くなることがあるが、撮像面３ｓ
1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 の置かれている像面を更に２〜１０
倍程度に拡大するリレーレンズを配設し、このリレーレ
ンズにより拡大された像面に撮像管３，４，５の撮像面
３ｓ1 ，４ｓ2 ，５ｓ3 を置くようにすれば、十分高解
像の試料像をテレビモニタ７上に表示することができ
る。この場合、各リレーレンズの倍率を変えて、対物レ
ンズから位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３までのそれぞれの距離が
異なることによる倍率変動を併せて補正することもでき
る。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の多数面同
時測定顕微鏡装置によれば、高解像でありながらも試料
の厚さ方向の広い範囲で同時観察・測定することがで
き、安定した測定値を得ることができる。
時測定顕微鏡装置によれば、高解像でありながらも試料
の厚さ方向の広い範囲で同時観察・測定することがで
き、安定した測定値を得ることができる。
【００２５】また、光路分割手段と前記各撮像手段との
間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置す
るようにすれば、試料の厚さ方向に異なる複数の所定位
置間の距離を変えることができ、各種の試料の測定が可
能になる。
間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置す
るようにすれば、試料の厚さ方向に異なる複数の所定位
置間の距離を変えることができ、各種の試料の測定が可
能になる。
【図１】図１はこの発明の一実施例に係る多数面同時測
定顕微鏡装置の全体構成図である。
定顕微鏡装置の全体構成図である。
【図２】図２はこの発明の他の実施例に係る多数面同時
測定顕微鏡装置の全体構成図である。
測定顕微鏡装置の全体構成図である。
１ 対物レンズ ２ 光軸分割手段 ３，４，５ 撮像手段 ６ コントロールユニット ７ テレビモニタ ８ 制御ユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 対物レンズと、 この対物レンズの後方に配置され、前記対物レンズの光
路を分割して複数の試料像を形成する光路分割手段と、 この光路分割手段により分割された各分割光路上に配置
され、前記複数の試料像を各々電気信号に変換する複数
の撮像手段と、 これらの撮像手段からの信号を前記複数の試料像が重な
り合うように処理する信号処理手段と、 この信号処理手段からの信号に基づいて重ね合わされた
試料像を表示する表示手段とを備え、 前記複数の撮像手段の撮像面を、前記対物レンズの光軸
方向の異なる複数の所定位置に対してそれぞれ共役な位
置に配置したことを特徴とする多数面同時測定顕微鏡装
置。 - 【請求項２】 前記光路分割手段と前記各撮像手段との
間に光軸に沿って移動可能な光学部材をそれぞれ配置し
たことを特徴とする請求項１記載の多数面同時測定顕微
鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167558A JPH075370A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 多数面同時測定顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167558A JPH075370A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 多数面同時測定顕微鏡装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075370A true JPH075370A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15851957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5167558A Pending JPH075370A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 多数面同時測定顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075370A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077857A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Cyber Laser Kk | 複数の焦点を有する顕微鏡、該顕微鏡を具備するレーザー加工装置および該装置を用いたレーザー加工方法 |
| WO2008069220A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-12 | Nikon Corporation | 結像装置及び顕微鏡 |
| JP2013090198A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Toshiba Tec Corp | 結像光学装置及び画像形成装置 |
| WO2018190132A1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 横河電機株式会社 | 顕微鏡システム、顕微鏡、処理装置、及び顕微鏡用カメラ |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP5167558A patent/JPH075370A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077857A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Cyber Laser Kk | 複数の焦点を有する顕微鏡、該顕微鏡を具備するレーザー加工装置および該装置を用いたレーザー加工方法 |
| WO2008069220A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-12 | Nikon Corporation | 結像装置及び顕微鏡 |
| JPWO2008069220A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2010-03-18 | 株式会社ニコン | 結像装置及び顕微鏡 |
| US8098279B2 (en) | 2006-11-30 | 2012-01-17 | Nikon Corporation | Imaging apparatus and microscope |
| JP2013090198A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Toshiba Tec Corp | 結像光学装置及び画像形成装置 |
| WO2018190132A1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 横河電機株式会社 | 顕微鏡システム、顕微鏡、処理装置、及び顕微鏡用カメラ |
| JP2018180296A (ja) * | 2017-04-13 | 2018-11-15 | 横河電機株式会社 | 顕微鏡システム、顕微鏡、処理装置、及び顕微鏡用カメラ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030107 |