JP2001249013A - Solid shape detector and pattern inspection device and their method - Google Patents

Solid shape detector and pattern inspection device and their method

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JP2001249013A
JP2001249013A JP2000062155A JP2000062155A JP2001249013A JP 2001249013 A JP2001249013 A JP 2001249013A JP 2000062155 A JP2000062155 A JP 2000062155A JP 2000062155 A JP2000062155 A JP 2000062155A JP 2001249013 A JP2001249013 A JP 2001249013A
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JP
Japan
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detection
sheet
beams
convergent
light
Prior art date
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Application number
JP2000062155A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Okuda
浩人 奥田
Hiroya Koshishiba
洋哉 越柴
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To speedily and accurately detect a solid shape of wiring pattern of electronic circuit substrate and the like without any blind spot. SOLUTION: A reflection beam group of a plurality of irradiation beams from an inspection object 11 is equally separated into a reflection beam groups L1, L2, L3 and L4. A plurality of reflection beam of the reflection beam group L1 are focused with an imagery lens 22 and are received with individual cells of a line sensor 30 by way of each pin hole of a pin hole array 26. Similarly in the beam groups L2, L3 and L4, a plurality of reflection beams are focused with imagery lenses 23 to 25 and are received with individual cells of line sensors 31 to 33 by way of each pin hole of pin hole arrays 27 to 29. The pin hole arrays 26 to 29 have different positions shared with the detection object 11, and the height at beam irradiation point of the inspection object 11 is detected from the detection output of the cells receiving the reflection beams against the same irradiation beams of the line sensors 31 to 33.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工業製品の外観検
査などでの立体形状を高速に検査する装置及び方法に係
り、特に、電子回路基板の配線パターン、例えば、プリ
ント配線板やセラミックグリーンシートに印刷された配
線パターン、さらには、電子回路基板のはんだ付部など
を検査する装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting a three-dimensional shape at high speed in an appearance inspection of an industrial product, and more particularly to a wiring pattern of an electronic circuit board, for example, a printed wiring board or a ceramic green sheet. More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for inspecting a wiring pattern printed on a printed circuit board, and a soldered portion of an electronic circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、セラミック基板に用いるグリーン
シートに形成された金属微粒子の配線パターンの厚み欠
陥を検査する技術として、特開平3−279805号公
報や特開平4−290909号公報,特開平5−661
18号公報に開示されている方法がある。これらの方法
においては、光ビーム(レーザ光)を配線パターンに照
射し、その反射光を検出するに当たり、光ビームの照射
方向と反射光の検出方向とのいずれか一方、あるいは両
方を基板に対して斜めに傾けることでパターンの立体形
状を検出している。このような光切断法の1種と考えら
れる検出方式でパターンの厚み情報を得、厚み欠陥を検
出している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for inspecting a thickness defect of a wiring pattern of fine metal particles formed on a green sheet used for a ceramic substrate, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 3-279805, Hei 4-290909, Hei 5 -661
There is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. In these methods, when irradiating a wiring pattern with a light beam (laser light) and detecting the reflected light, one or both of the light beam irradiation direction and the reflected light detection direction are applied to the substrate. The three-dimensional shape of the pattern is detected by tilting it obliquely. The thickness information of the pattern is obtained by a detection method which is considered to be one of such light cutting methods, and the thickness defect is detected.

【0003】また、立体形状を検出する技術として、特
開平3−63507号公報や特開平6−201337号
公報に開示されている方法がある。これらの方法は、焦
点位置の異なる複数の画像を検出し、検出した画像群か
ら立体形状を算出するものである。
As a technique for detecting a three-dimensional shape, there is a method disclosed in JP-A-3-63507 and JP-A-6-201337. These methods detect a plurality of images having different focus positions and calculate a three-dimensional shape from a group of detected images.

【0004】さらに、立体形状を検出する他の技術とし
て共焦点法並びにその変形と考えられる方法が、特開平
5−240607号公報や特開平5−332733号公
報,特開平4−265918号公報,特開平9−126
739号公報,特開平9−257440号公報に開示さ
れている。これらは、光ビーム(レーザ光)を照射して
その反射光を焦点位置の異なる複数の位置で検出し、そ
れらの信号強度から立体形状を算出する方法である。
Further, as another technique for detecting a three-dimensional shape, a confocal method and a method considered to be a modification thereof are disclosed in JP-A-5-240607, JP-A-5-332733, JP-A-4-265918, JP-A-9-126
No. 739 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-257440. These are methods of irradiating a light beam (laser light), detecting reflected light at a plurality of positions having different focal positions, and calculating a three-dimensional shape from their signal intensities.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の特開
平3−279805号公報や特開平4−290909号
公報,特開平5−66118号公報に開示されている立
体形状検出方式では、光ビームで検査対象基板上を走査
する必要があるため、検出速度の高速化が困難である。
また、光ビームをポリゴンミラーなどで走査すると、例
えば、ラインセンサを用いた検出方法に比べて速度的に
不利である。また、光軸を斜めに傾ける必要があるた
め、形状を検出できない死角が発生するという問題があ
る。
The three-dimensional shape detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 3-279805, Hei 4-290909, and Hei 5-66118 described above uses a light beam. Since it is necessary to scan over the substrate to be inspected, it is difficult to increase the detection speed.
In addition, scanning a light beam with a polygon mirror or the like is disadvantageous in terms of speed as compared with, for example, a detection method using a line sensor. In addition, since the optical axis needs to be inclined obliquely, there is a problem that a blind spot in which the shape cannot be detected occurs.

【0006】また、上記の特開平3−63507号公報
や特開平6−201337号公報に開示されている立体
形状検出方式は、焦点位置の異なる複数の画像を検出す
るための手段が必要がある。この特開平3−63507
号公報に開示の方法では、検査対象基板をZステージに
載置し、このZステージを上下させながら画像を検出す
るため、検出時間が長くかかる。上記特開平6−201
337号公報に開示の方法では、さらに、光学系を上下
させる方法も記載されているが、やはり、検出時間が長
くなるという問題がある。
In addition, the three-dimensional shape detection method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 3-63507 and Hei 6-201337 requires means for detecting a plurality of images having different focal positions. . Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-63507
According to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, the inspection target substrate is mounted on a Z stage, and an image is detected while moving the Z stage up and down. Therefore, a long detection time is required. JP-A-6-201
In the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 337, a method of moving the optical system up and down is also described, but still has a problem that the detection time becomes long.

【0007】さらに、上記特開平5−240607号公
報に開示されている立体形状検出方式では、光ビームで
検査対象基板上を走査する必要があるため、やはり、検
出速度の高速化が困難である。
Further, in the three-dimensional shape detection system disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-240607, it is necessary to scan the substrate to be inspected with a light beam, so that it is also difficult to increase the detection speed. .

【0008】さらにまた、上記特開平5−332733
号公報に開示されている立体形状検出方式では、シート
状のビームで検出対象物に照射し、その反射光をライン
センサで検出することにより、検出速度の高速化を図っ
ているものの、検査対象物での異なる照射点からの反射
光束が互いに重なってラインセンサで検出されることに
なるため、検出精度が劣るという問題がある。
[0008] Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-332733 is disclosed.
In the three-dimensional shape detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, the detection speed is increased by irradiating the detection target with a sheet-like beam and detecting the reflected light with a line sensor, but the detection target is increased. Since reflected light beams from different irradiation points on an object overlap each other and are detected by the line sensor, there is a problem that detection accuracy is poor.

【0009】さらにまた、上記特開平4−265918
号公報や特開平9−126739号公報,特開平9−2
57440号公報に開示されている立体形状検出方式で
は、2次元格子状に配列した複数のビームスポットを検
出対象物上に照射し、各ビームスポットにおける高さを
同時に検出するので、1点照明・1点検出型の共焦点方
式と比較して大幅に検出速度を高速化できる。しかし、
これらの方法は、2次元CCDセンサにより検出対象物
を撮像するため、その検出対象領域が1回の撮像で検出
できる程度に小さい場合には好都合であるが、検出対象
領域が大きく、1回の撮像で検出できない場合には、検
出対象物もしくは検出光学系を平面的に移動させて繰り
返し撮像する必要があり、ラインセンサやTDI(時間
遅延・積分型:Time Delay Integrated)センサを用い
た検出に対して、速度的に不利である。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-265918 discloses
And Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-126439 and 9-2
In the three-dimensional shape detection method disclosed in Japanese Patent No. 57440, a plurality of beam spots arranged in a two-dimensional lattice are irradiated onto a detection target, and the height of each beam spot is simultaneously detected. The detection speed can be greatly increased as compared with the one-point detection type confocal method. But,
These methods are advantageous when the detection target area is small enough to be detected by a single imaging because the detection target is imaged by the two-dimensional CCD sensor. However, the detection target area is large, and the detection target area is large. If it cannot be detected by imaging, it is necessary to move the detection target or the detection optical system in a planar manner and repeatedly image the image. For detection using a line sensor or a TDI (Time Delay / Integration type: Time Delay Integrated) sensor, On the other hand, it is disadvantageous in terms of speed.

【0010】本発明の目的は、かかる問題を解消し、電
子回路基板の配線パターンなどの検査に際し、検出死角
をなくし、検出速度や検出精度を高めることができるよ
うにした立体形状検出装置及びパターン検査装置、並び
にそれらの方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem and to eliminate a blind spot in the inspection of a wiring pattern or the like of an electronic circuit board and to improve a detection speed and a detection accuracy and a three-dimensional shape detection device. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and a method thereof.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明による立体形状検出装置並びにその方法
は、n個(但し、nは2以上の整数)の点状スポットの
収束ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該
検出対象物からのn個の反射ビームを反射ビーム群とし
て、該反射ビーム群をm個(但し、mは2以上の整数)
の反射ビーム群に等分割し、分割された反射ビーム群を
夫々毎に、検出ビーム群として、別々の結像レンズで結
像させ、これら結像レンズ毎にn個のセルを備えたライ
ンセンサを設けて、該結像レンズで結像される検出ビー
ム群の夫々の検出ビームを該ラインセンサの別々のセル
で受光させ、これらm個のラインセンサは、共役となる
検出対象物の位置を互いに異にするものであって、これ
らm個のラインセンサでの同一反射ビームから分割され
た検出ビームを受光するセルの検出出力をまとめて処理
し、検出対象物での収束ビームの照射点の高さを算出す
る構成とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a three-dimensional shape detecting apparatus and method according to the present invention provide a convergent beam of n (where n is an integer of 2 or more) point-like spots. The object to be detected is irradiated, and n reflected beams from the object due to the irradiation are set as a reflected beam group, and the number of the reflected beam groups is m (where m is an integer of 2 or more).
A line sensor comprising n divided cells each of which is divided equally into a plurality of reflected beam groups, and each of the divided reflected beam groups is formed as a detection beam group by a separate imaging lens. Are provided, and each detection beam of the detection beam group formed by the imaging lens is received by a separate cell of the line sensor. These m line sensors determine the position of the conjugate detection target. These are different from each other, and the detection outputs of the cells that receive the detection beams divided from the same reflected beam by these m line sensors are collectively processed to determine the irradiation point of the convergent beam on the detection target. The height is calculated.

【0012】かかる構成により、検出対象物のn個の収
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できることになる。
With this configuration, it is possible to simultaneously detect the heights of the n convergent beam irradiation points of the detection object, and scan the detection object with the n convergent beams to detect the detection object. The three-dimensional shape of the area can be detected at high speed.

【0013】また、本発明による立体形状検出装置並び
にその方法は、平行に配列されたn個(但し、nは2以
上の整数)のスポット形状をシート状とする収束シート
状ビームを検出対象物に照射し、かかる照射による該検
出対象物のn個の検出点からの反射シート状ビームを反
射シート状ビーム群として、該反射シート状ビームの長
手方向に開口数が小さく、かつ該反射シート状ビームの
幅方向に開口数が大きい開口を通過させ、該開口を通過
した該反射シート状ビーム群をm個(但し、mは2以上
の整数)に等分割して、夫々がn個の検出シート状ビー
ムからなるm個の反射シート状ビーム群を形成し、m個
の該検出シート状ビーム群を夫々別々の結像レンズで結
像させ、これら検出シート状ビーム毎にTDIセンサで
受光し、該TDIセンサは夫々、該当する検出シート状
ビーム群の検出シート状ビームを別々に受光するn個の
受光部を有して、共役する該検出対象物の位置を互いに
異にし、該受光部は、k個(但し、kは2以上の整数)
のセルを有して、検出シート状ビームが入射され、該セ
ル間で順次受光情報が転送されることにより、該検出対
象物の同一検出点からの反射光量が積算されるものであ
って、m個の該TDIセンサでの、該検出対象物からの
同じ該反射シート状ビームから分割された夫々の検出シ
ート状ビームを受光する該受光部の受光量を処理するこ
とにより、該検出対象物での該収束シート状ビームの照
射点の高さを算出する構成とするものである。
Further, the three-dimensional shape detecting apparatus and the method therefor according to the present invention provide an object for detecting a convergent sheet-like beam having n (where n is an integer of 2 or more) spot shapes arranged in parallel as a sheet shape. And the reflection sheet-like beams from the n detection points of the object to be detected by the irradiation as a reflection sheet-like beam group, the numerical aperture in the longitudinal direction of the reflection sheet-like beam is small, and the reflection sheet-like beam is The beam is passed through an opening having a large numerical aperture in the width direction of the beam, and the reflecting sheet-like beam group that has passed through the opening is equally divided into m (where m is an integer of 2 or more), and each of the n detection beams is detected. A group of m reflecting sheet-like beams composed of sheet-like beams is formed, and the m detection sheet-like beam groups are respectively imaged by separate imaging lenses, and each of these detecting sheet-like beams is received by a TDI sensor. , The TDI Each of the sensors has n light-receiving portions for separately receiving the detection sheet-like beams of the corresponding detection sheet-like beam group, and makes the positions of the conjugated detection objects different from each other, and the light-receiving portions are k (However, k is an integer of 2 or more)
Having a cell, a detection sheet-shaped beam is incident, and by sequentially receiving light reception information between the cells, the reflected light amount of the detection target from the same detection point is integrated, By processing the amount of light received by the light receiving units for receiving the respective detection sheet-like beams divided from the same reflection sheet-like beam from the detection object by the m TDI sensors, the detection object is detected. And the height of the irradiation point of the convergent sheet beam is calculated.

【0014】かかる構成により、検出対象物のn個の収
束ビーム照射点の高さを同時に検出することができ、検
出対象物をかかるn個の収束ビームによって走査するこ
とにより、検出対象物の検出領域の立体形状を高速に検
出できるとともに、TDIセンサを用いて検出対象物の
同一検出点の受光量を積算するものであるから、検出感
度が向上し、また、照明系の集光効率の低下を補うこと
になる。
With this configuration, the heights of the n convergent beam irradiation points of the detection target can be simultaneously detected, and the detection target is scanned by the n convergent beams to detect the detection target. Since the three-dimensional shape of the area can be detected at high speed and the amount of received light at the same detection point of the detection target is integrated using a TDI sensor, the detection sensitivity is improved and the light collection efficiency of the illumination system is reduced. Will be supplemented.

【0015】さらに、本発明によるパターン検査装置と
並びにその方法は、かかる立体形状検出装置並びにその
方法を用い、パターンの立体形状を検出してその欠陥な
どを検出するものである。かかるパターンとしては、例
えば、プリント配線板やセラミックグリーンシートに印
刷された配線パターンといった電子回路基板の配線パタ
ーン、さらには、電子回路基板のはんだ付部などのパタ
ーンであって、これらの欠陥を検出することができる。
Further, the pattern inspection apparatus and method according to the present invention detect a three-dimensional shape of a pattern and detect a defect thereof using the three-dimensional shape detection apparatus and method. Such a pattern is, for example, a wiring pattern of an electronic circuit board, such as a wiring pattern printed on a printed wiring board or a ceramic green sheet, or a pattern of a soldered portion of the electronic circuit board, and these defects are detected. can do.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明による立体形状検査装置及び
パターン検査装置並びにそれらの方法の第1の実施形態
を示す構成図であって、1はレーザ光源、2はビームエ
キスパンダ、3はシリンドリカルレンズ、4はマイクロ
レンズアレイ、5はピンホールアレイ、6はコリメート
レンズ、7は偏光ビームスプリッタ、8は絞り、9は1
/4波長板、10は対物レンズ、11は検出対象物、1
2はXYステージ、13はワークホルダ、14,15は
中継レンズ、16〜18はビームスプリッタ、19〜2
1はミラー、22〜25は結像レンズ、26〜29はピ
ンホールアレイ、30〜33はラインセンサ、34〜3
7はアンプ、38〜41はA/D変換器、42〜45は
シェーデイング補正回路、46〜49は画像メモリ、5
0は高さ算出器、51は制御用コンピュータ、52はス
テージコントロール基板、53はドライバ、54はカメ
ラコントロール基板である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a three-dimensional shape inspection apparatus and a pattern inspection apparatus and a method thereof according to the present invention, wherein 1 is a laser light source, 2 is a beam expander, and 3 is a cylindrical lens. 4 is a micro lens array, 5 is a pinhole array, 6 is a collimating lens, 7 is a polarizing beam splitter, 8 is an aperture, and 9 is 1
/ 4 wavelength plate, 10 is an objective lens, 11 is a detection target, 1
2 is an XY stage, 13 is a work holder, 14 and 15 are relay lenses, 16 to 18 are beam splitters, 19 to 2
1 is a mirror, 22 to 25 are imaging lenses, 26 to 29 are pinhole arrays, 30 to 33 are line sensors, and 34 to 3
7 is an amplifier, 38 to 41 are A / D converters, 42 to 45 are shading correction circuits, 46 to 49 are image memories,
0 is a height calculator, 51 is a control computer, 52 is a stage control board, 53 is a driver, and 54 is a camera control board.

【0018】従来知られている共焦点方式においては、
物体(検出対象物)上のある一点に点状スポットのビー
ムを照射し、そのビーム照射点からの反射光を位置が異
なる複数の点型のセンサで検出することにより、このビ
ーム照射点の高さを検出するものであるが、この第1の
実施形態は、物体上に複数の点状スポットのビームを同
時に照射し、これらビーム照射点からの反射光を位置が
異なる複数のラインセンサで並列に検出することによ
り、これら複数のビーム照射点の高さを同時に検出する
ものである。
In the conventionally known confocal method,
By irradiating a point spot beam on a certain point on an object (detection target) and detecting the reflected light from the beam irradiation point with a plurality of point-type sensors at different positions, the height of the beam irradiation point is increased. In the first embodiment, a plurality of point-like spot beams are irradiated on an object at the same time, and reflected light from these beam irradiation points is parallelized by a plurality of line sensors having different positions. , The heights of the plurality of beam irradiation points are simultaneously detected.

【0019】この第1の実施形態では、一具体例とし
て、4個の点状スポットのビームを検出対象物11に照
射するようにし、それらの反射光を位置が異なる4個の
ラインセンサ30〜33で検出する4チャンネル構成の
検出系を用いており(但し、本発明は、検出系として
は、4チャンネル構成に限るものではなく、任意の複数
チャンネル構成とすることができるものである。)、そ
のうちのラインセンサ30を含む1チャンネルの検出系
を、検出対象物11の照明系とともに、図2に示してい
る。なお、図2では、図1に対応する部分には同一符号
をつけており、また、ビームスプリッタ16,18とミ
ラー20とは省略している。
In the first embodiment, as one specific example, the beam of four spot-like spots is irradiated on the detection target 11, and the reflected light of the four spot-like spots is reflected by the four line sensors 30 to 30 at different positions. A detection system having a four-channel configuration for detection at 33 is used (however, the present invention is not limited to a four-channel configuration, but can be an arbitrary multiple-channel configuration). FIG. 2 shows a one-channel detection system including the line sensor 30 together with the illumination system of the detection target 11. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the beam splitters 16 and 18 and the mirror 20 are omitted.

【0020】まず、図1での照明系について説明する。First, the illumination system in FIG. 1 will be described.

【0021】照明系は、互いに離散して1直線上に配列
された点状スポットのビームを形成し、これらを検出対
象物11上に照射するものである。
The illumination system forms spot-like spot beams discretely arranged on one straight line and irradiates them onto the detection target 11.

【0022】レーザ光源1から射出されたレーザ光は、
スポット径がビームエキスパンダ2で拡大された後、シ
リンドリカルレンズ3でスポットがシート状になるよう
に集光される。このシリンドリカルレンズ3の集光位置
近傍にマイクロレンズアレイ4が配置されており、この
マイクロレンズアレイ4により、シリンドリカルレンズ
3からのシート状スポットのビームがn個(但し、nは
2以上の整数)の収束ビームに分割される。マイクロレ
ンズアレイ4はn個のマイクロレンズがこのビームのシ
ート状スポットの長手方向に配列されてなり、各マイク
ロレンズから1つずつ収束ビームが出射される。これら
マイクロレンズの集光点毎にピンホールを持つピンホー
ルアレイ5が配置されており、各マイクロレンズからの
収束ビームが夫々のピンホールを通過する。ピンホール
を通過したn個の収束ビームは夫々、コリメートレンズ
6で平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタ7で折
り返されて絞り8と1/4波長板9とを通り、対物レン
ズ10によって検出対象物11上に集光照射される。こ
れにより、検出対象物11上には、n個のビームスポッ
トが直線上に配列されて照射されることになる。
The laser light emitted from the laser light source 1 is
After the spot diameter is expanded by the beam expander 2, the light is condensed by the cylindrical lens 3 so that the spot becomes a sheet. A microlens array 4 is arranged near the condensing position of the cylindrical lens 3, and the number of sheet-like spot beams from the cylindrical lens 3 is n (where n is an integer of 2 or more) by the microlens array 4. Are divided into convergent beams. The microlens array 4 has n microlenses arranged in the longitudinal direction of a sheet-like spot of this beam, and each microlens emits a convergent beam one by one. A pinhole array 5 having a pinhole is arranged for each of the condensing points of the microlenses, and a convergent beam from each microlens passes through each pinhole. Each of the n convergent beams passing through the pinhole is converted into a parallel light beam by a collimating lens 6, then turned back by a polarizing beam splitter 7, passes through an aperture 8 and a 波長 wavelength plate 9, and is detected by an objective lens 10. The light is condensed and irradiated on the object 11. As a result, n beam spots are irradiated on the detection target 11 while being arranged in a straight line.

【0023】この検出対象物11はワークホルダ13に
よってXYステージ12に固定載置されており、このワ
ークホルダ13によって決まる検出対象物11の固定基
準面をXY座標面とすると、これらn個のビームスポッ
トは検出対象物11の表面に互いに離散して一直線上に
配列されたものとなる。
The detection target 11 is fixedly mounted on the XY stage 12 by a work holder 13. If the fixed reference plane of the detection target 11 determined by the work holder 13 is an XY coordinate plane, these n beams The spots are discrete and arranged on a straight line on the surface of the detection target 11.

【0024】なお、検出対象物11の表面の高さ(Z軸
方向)が変化しても、これらビームスポットの中心位置
がX,Y軸方向に移動しないことが望ましいので、対物
レンズ10の瞳位置に絞り8を配置してテレセントリッ
ク系としている。
It is desirable that the center position of these beam spots does not move in the X and Y axis directions even if the height (Z axis direction) of the surface of the detection target 11 changes. A diaphragm 8 is arranged at the position to make it telecentric.

【0025】かかる照明系では、単一の光源1からの出
射光をn個のビームに分割する際の光量損失を抑えるた
めに、シリンドリカルレンズ3やマイクロレンズアレイ
4,ピンホールアレイ5を用いており、これにより、効
率良く集光する構成をなしている。
In this illumination system, a cylindrical lens 3, a microlens array 4, and a pinhole array 5 are used in order to suppress a light quantity loss when splitting outgoing light from a single light source 1 into n beams. As a result, the light is collected efficiently.

【0026】次に、図1の結像系(検出系)について説
明する。
Next, the imaging system (detection system) of FIG. 1 will be described.

【0027】検出対象物11からのn個の反射ビーム
(以下、反射ビーム群という)Lは夫々対物レンズ10
によって平行光となり、1/4波長板9によって円偏光
となる。円偏光となったことにより、この反射ビーム群
は偏光ビームスプリッタ7を通過することができる。
Each of the n reflected beams (hereinafter referred to as “reflected beam group”) L from the detection object 11 is
Is converted into parallel light, and the quarter-wave plate 9 becomes circularly polarized light. Due to the circularly polarized light, the reflected beam group can pass through the polarizing beam splitter 7.

【0028】偏光ビームスプリッタ7を通過して反射ビ
ーム群Lは、中継レンズ14,15を経た後、検出系が
4チャンネル構成であることから、ビームスプリッタ1
6〜18及びミラー20,21からなる光学系により、
夫々の反射ビームが4等分されるようにして、4個の反
射ビーム群L1,L2,L3,L4に分けられる。そして、
反射ビーム群L1のn個の反射ビームは夫々、結像レン
ズ22により、ピンホールアレイ26のピンホールを通
してラインセンサ30に集光され、反射ビーム群L2
n個の反射ビームも夫々、結像レンズ23により、ピン
ホールアレイ27のピンホールを通してラインセンサ3
1に集光され、反射ビーム群L3のn個の反射ビームも
夫々、結像レンズ24により、ピンホールアレイ28の
ピンホールを通してラインセンサ32に集光され、反射
ビーム群L4のn個の反射ビームも夫々、結像レンズ2
5により、ピンホールアレイ29のピンホールを通して
ラインセンサ33に集光される。
After passing through the polarizing beam splitter 7, the reflected beam group L passes through the relay lenses 14 and 15, and then has a four-channel detection system.
With an optical system composed of 6 to 18 and mirrors 20 and 21,
Each reflected beam is divided into four reflected beam groups L 1 , L 2 , L 3 , and L 4 such that each reflected beam is divided into four equal parts. And
N pieces of the reflected beam of the reflected beams L 1 are each, by the imaging lens 22, is focused on the line sensor 30 through the pinhole of the pinhole array 26, the n of the reflected beam of the reflected beams L 2 may each, The line sensor 3 is passed through the pinhole of the pinhole array 27 by the imaging lens 23.
Is focused on 1, n pieces of the reflected beam of the reflected beams L 3 also respectively by the imaging lens 24, it is focused on the line sensor 32 through the pinhole of the pinhole array 28, n pieces of the reflected beams L 4 The reflected beams of the imaging lens 2
5, the light is condensed on the line sensor 33 through the pinholes of the pinhole array 29.

【0029】ここで、ラインセンサ30を含むチャンネ
ルを例とし、図2を用いて検出系のさらに詳細を説明す
る。図2では、図1に対応する部分に同一符号を付けて
重複する説明を省略し、また、図1での中継レンズ15
とミラー21との間の光学系(即ち、ビームスプリッタ
16,19とミラー20)は記載を省略している。な
お、他のチャンネルについても同様である。また、ここ
では、n=4とし、照明系で4個の収束ビームが形成さ
れ、4個のビームスポットが検出対象物11に照射され
るものとする。
Here, the channel including the line sensor 30 is taken as an example, and the details of the detection system will be described with reference to FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the relay lens 15 in FIG.
The optical system between the mirror and the mirror 21 (that is, the beam splitters 16 and 19 and the mirror 20) is omitted. The same applies to other channels. Here, it is assumed that n = 4, four converging beams are formed by the illumination system, and four beam spots are irradiated on the detection target 11.

【0030】図2において、検出対象物11には、4個
の収束ビームl1,l4,l3,l4が照射され、これらの
反射ビームが反射ビーム群L1としてミラー21から結
像レンズ22に送られる。ピンホールアレイ26は、反
射ビーム群L1の反射ビーム毎のピンホール261,26
2,263,264を有しており、また、ラインセンサ3
0も、同様にして、4個のセル(受光素子)301,3
2,303,304を有している。反射ビーム群L1での
収束ビームl1による反射ビームは、結像レンズ22に
より集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール2
1を介しラインセンサ30のセル301で受光され、反
射ビーム群L1での収束ビームl2による反射ビームは、
結像レンズ22により集光されて、ピンホールアレイ2
6のピンホール262を介しラインセンサ30のセル3
2で受光され、反射ビーム群L1での収束ビームl3
よる反射ビームは、結像レンズ22により集光されて、
ピンホールアレイ26のピンホール263を介しライン
センサ30のセル303で受光され、反射ビーム群L1
の収束ビームl4による反射ビームは、結像レンズ22
により集光されて、ピンホールアレイ26のピンホール
264を介しラインセンサ30のセル304 で受光され
る。
In FIG. 2, an object 11 to be detected is irradiated with four convergent beams l 1 , l 4 , l 3 and l 4 , and these reflected beams form an image from a mirror 21 as a reflected beam group L 1. The light is sent to the lens 22. The pinhole array 26 includes pinholes 26 1 , 26 for each reflected beam of the reflected beam group L 1.
2 , 26 3 , and 26 4.
In the same manner, the four cells (light receiving elements) 30 1 , 3
0 2 , 30 3 , and 30 4 . Reflected beam by converging beam l 1 in the reflected beams L 1 is condensed by the imaging lens 22, a pinhole 2 of the pinhole array 26
6 1 is received by the cell 30 1 of the line sensor 30 via a reflection beam by converging beam l 2 in the reflective beam groups L 1,
The light is condensed by the imaging lens 22 and the pinhole array 2
6 of the line sensor 30 through the 6 pinholes 26 2
0 2 is received by the reflected beam by converging beam l 3 in the reflection beams L 1 is condensed by the imaging lens 22,
Is received by the cell 30 3 of the line sensor 30 through the pin hole 26 3 of the pinhole array 26, the reflected beam by converging beam l 4 in the reflection beams L 1 includes an imaging lens 22
It is condensed by, and is received by the cell 30 4 of the line sensor 30 through the pinhole 26 4 of the pinhole array 26.

【0031】これを他のラインセンサ31,32,33
についてもみると、図3に示すように、ラインセンサ3
1も4個のセル311,312,313,314を有し、ラ
インセンサ31も4個のセル321,322,323,3
4を有し、ラインセンサ31も4個のセル331,33
2,333,334を有しており、これらラインセンサ3
0〜33において、セル301,311,321,331
同じ収束ビームl1の反射ビームが、セル302,3
2,322,332に同じ収束ビームl2の反射ビーム
が、セル303,313,323,333に同じ収束ビーム
3の反射ビームが、セル304,314,324,334
に同じ収束ビームl1の反射ビームが夫々入射される。
This is connected to the other line sensors 31, 32, 33
Looking at FIG. 3, as shown in FIG.
1 also has four cells 31 1 , 31 2 , 31 3 , 31 4 , and the line sensor 31 also has four cells 32 1 , 32 2 , 32 3 , 3
2 4 has a line sensor 31 is also four cells 33 1, 33
2, 33 3, 33 4 has, these line sensors 3
In 0-33, the cell 30 1, 31 1, 32 1, 33 1 to the reflected beam of the same converging beam l 1 is, cell 30 2, 3
1 2, 32 2, 33 2 to the reflection beam of the same converging beam l 2 is the reflected beam of the cell 30 3, 31 3, 32 3, 33 3 on the same convergent beam l 3 is, cell 30 4, 31 4, 32 4 , 33 4
The same reflected beam converging beam l 1 are respectively incident on.

【0032】なお、このように結像レンズ22,23,
24,25で集光されて夫々ラインセンサ30,31,
32,33に入射される反射ビームを、これらがライン
センサ30,31,32,33で検出されることから、
以下、検出ビームという。
Incidentally, as described above, the imaging lenses 22, 23,
The light is condensed at 24 and 25, and the line sensors 30 and 31, respectively.
The reflected beams incident on 32, 33 are detected by the line sensors 30, 31, 32, 33.
Hereinafter, it is called a detection beam.

【0033】図2において、結像レンズ22による検出
ビームの収束点の位置は、結像レンズ10から検出対象
物11での収束ビームの照射面(以下、単に照射面とい
う)までの距離に応じて異なる。この距離が特定の値で
あるときの結像レンズ22による収束点がピンホールア
レイ26の位置となるが、検出対象物11の照射面が結
像レンズ10からこのような距離にあるとき、検出対象
物11がピンホールアレイ26と共役な位置にあるとい
う。従って、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置にあるときには、結像レンズ22によって検
出ビームがピンホールアレイ26の位置に収束する。検
出対象物11がピンホールアレイ26と共役な位置にな
いときには、結像レンズ22によって検出ビームの収束
点がピンホールアレイ26の位置からずれる。このた
め、ピンホールアレイ26の位置での検出ビームのビー
ム径は、結像レンズ22に対する検出対象物11の反射
面の距離に応じて異なり、検出対象物11がピンホール
アレイ26と共役な位置にあるとき、ピンホールアレイ
26の位置での検出ビームのビーム径が最小となる。
In FIG. 2, the position of the convergence point of the detection beam by the imaging lens 22 depends on the distance from the imaging lens 10 to the irradiation surface of the convergent beam on the detection target 11 (hereinafter simply referred to as the irradiation surface). Different. When the distance is a specific value, the convergence point of the imaging lens 22 is the position of the pinhole array 26. When the irradiation surface of the detection target 11 is at such a distance from the imaging lens 10, detection is performed. It is said that the object 11 is at a position conjugate with the pinhole array 26. Therefore, when the detection target 11 is at a position conjugate with the pinhole array 26, the detection beam is converged by the imaging lens 22 to the position of the pinhole array 26. When the detection target 11 is not at a position conjugate with the pinhole array 26, the convergence point of the detection beam is shifted from the position of the pinhole array 26 by the imaging lens 22. For this reason, the beam diameter of the detection beam at the position of the pinhole array 26 differs depending on the distance between the imaging lens 22 and the reflection surface of the detection target 11, and the detection target 11 is conjugated with the pinhole array 26. , The beam diameter of the detection beam at the position of the pinhole array 26 is minimized.

【0034】ピンホールアレイ26でのピンホール26
1,262,263,264の径は、検出対象物11がピン
ホールアレイ26と共役な位置にあるときのピンホール
アレイ26の位置での検出ビームのビーム径(即ち、最
小のビーム径)よりもわずかに大きく設定されている。
このため、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置にあるときには、結像レンズ22で集光される
検出ビームはそのままピンホールアレイ26のピンホー
ルを通過し、検出対象物11がピンホールアレイ26と
共役な位置からずれると、ピンホールアレイ26の位置
での検出ビームのビーム径が大きくなってその一部がピ
ンホールアレイ26の壁面で遮光され、その共役な位置
からのずれが大きくなるほどラインセンサ30のセンサ
の受光量が少なくなる。
The pinhole 26 in the pinhole array 26
The diameter of 1 , 26 2 , 26 3 , 26 4 is the beam diameter of the detection beam at the position of the pinhole array 26 when the detection target 11 is at a position conjugate with the pinhole array 26 (that is, the minimum beam diameter). Diameter).
Therefore, when the detection target 11 is at a position conjugate with the pinhole array 26, the detection beam condensed by the imaging lens 22 passes through the pinhole of the pinhole array 26 as it is, and the detection target 11 is If the position deviates from the position conjugate with the hole array 26, the beam diameter of the detection beam at the position of the pinhole array 26 increases, and a part of the beam is shielded by the wall surface of the pinhole array 26. The larger the size, the smaller the amount of light received by the sensor of the line sensor 30.

【0035】収束ビームl1,l2,l3,l4 は、検出
対象物11の照射面で異なる位置に照射される。このた
め、この照射面に凹凸があり、これら収束ビームl1
2,l3,l4の照射位置間で高さ(Z方向)が異なる
と、当然のことながら、収束ビームl1,l2,l3,l4
のいずれかに対して検出対象物11がピンホールアレイ
26と共役な位置にあっても、それ以外の収束ビームに
対しては、検出対象物11がピンホールアレイ26と共
役な位置からずれていることになり、この収束ビームに
対する検出ビームを受光するラインセンサ30のセルの
受光量は、その最大受光量よりも小さくなる。
The convergent beams l 1 , l 2 , l 3 and l 4 are applied to different positions on the irradiation surface of the object 11 to be detected. Therefore, the irradiation surface has irregularities, and these convergent beams l 1 ,
If the height (Z direction) differs between the irradiation positions of l 2 , l 3 , l 4 , naturally, the convergent beams l 1 , l 2 , l 3 , l 4
, The detection target 11 is shifted from the position conjugate with the pinhole array 26 for other convergent beams even if the detection target 11 is at a position conjugate with the pinhole array 26. Therefore, the light reception amount of the cell of the line sensor 30 that receives the detection beam with respect to the convergent beam is smaller than the maximum light reception amount.

【0036】以上はラインセンサ30を含むチャンネル
についてであるが、図1において、他のチャンネルにつ
いても同様である。但し、ピンホールアレイ26,2
7,28,29と共役な検出対象物11の位置は順次異
なる。ここでは、ピンホールアレイ26と共役な検出対
象物11の位置が最も結像レンズ10に近く、ピンホー
ルアレイ27,28,29の順に共役な検出対象物11
の位置が結像レンズ10から遠くなるものとする。
The above description is for the channel including the line sensor 30, but the same applies to the other channels in FIG. However, the pinhole arrays 26 and 2
The positions of the detection target 11 conjugate with 7, 28, 29 are sequentially different. Here, the position of the detection target 11 conjugate with the pinhole array 26 is closest to the imaging lens 10, and the detection target 11 conjugated in the order of the pinhole arrays 27, 28 and 29.
Is located far from the imaging lens 10.

【0037】そこで、いま、図2での収束ビームl1
ついてみると、この収束ビームl1に対する検出ビーム
は、図3において、ラインセンサ30のセル301,ラ
インセンサ31のセル311,ラインセンサ32のセル
321 及びラインセンサ33のセル331に同時に受光
されるが、これらセル301,311,321,331の受
光量は検出対象物11での収束ビームl1 の照射位置の
ピンホールアレイ26と共役な位置からのずれ量に応じ
たものとなり、互いに異なることになる。
[0037] Therefore, now, looking at the convergent beam l 1 in FIG. 2, the detection beam with respect to the convergent beam l 1, in FIG. 3, the cell 30 1 of the line sensor 30, the cell 31 1 of the line sensor 31, the line Although is received simultaneously in the cell 33 1 of the cell 32 1 and the line sensor 33 of the sensor 32, these cells 30 1, 31 1, 32 1, 33 1 of the amount of received light irradiation of focused beam l 1 of the detection target 11 The position depends on the amount of deviation from the position conjugate with the pinhole array 26 and differs from each other.

【0038】ここで、検出対象物11に照射される同じ
収束ビームに対する検出ビームを受光する、例えば、ラ
インセンサ30のセル301,ラインセンサ31のセル3
1,ラインセンサ32のセル321及びラインセンサ3
3のセル331夫々の検出出力を、横軸をセンサ位置、
縦軸をラインセンサの出力として、プロットすると、図
4に示すような結果が得られる。そして、プロットされ
た検出出力を、例えば、ガウス函数で補間すると、破線
で示すような特性曲線Aが得られ、この特性曲線Aのピ
ークでのセンサ位置が、検出対象物11とピンホールア
レイとの位置が互いに共役となるような位置であり、ピ
ンホール26,27,28,29毎にそれと共役となる
検出対象物11の反射面の高さを予め求めて既知として
おくことにより、特性曲線Aのピークとなるセンサ位置
から検出対象物11の反射面の高さを求めることができ
る。
Here, for example, the cell 30 1 of the line sensor 30 and the cell 3 of the line sensor 31 receive a detection beam corresponding to the same convergent beam applied to the detection target 11.
11 1 , cell 32 1 of line sensor 32 and line sensor 3
The detection output of each of the 3 cells 33 1 is shown, the horizontal axis is the sensor position,
When plotting the vertical axis as the output of the line sensor, a result as shown in FIG. 4 is obtained. Then, when the plotted detection output is interpolated by, for example, a Gaussian function, a characteristic curve A shown by a broken line is obtained, and the sensor position at the peak of the characteristic curve A is determined by the detection target 11 and the pinhole array. Are conjugate with each other, and the height of the reflection surface of the detection target 11 which is conjugate with each of the pinholes 26, 27, 28, and 29 is obtained in advance and known, so that the characteristic curve is obtained. The height of the reflection surface of the detection target 11 can be determined from the sensor position at which the peak of A occurs.

【0039】この実施形態では、4個の収束ビームl1
〜l4を検出対象物11に照射し、これら収束ビームl1
〜l4 に対する検出ビームを検出する4個のセルを有す
るラインセンサ30〜33を用いているので、検出対象
物11での収束ビームl1〜l4 の照射位置毎に図4に
示すような特性曲線Aを得ることができ、従って、検出
対象物11の4ヶ所の位置の高さを同時に検出すること
ができる。
In this embodiment, four convergent beams l 1
Irradiating a to l 4 to detect the object 11, these convergent beam l 1
Because of the use of line sensors 30 to 33 having four cells for detecting a detection beam for to l 4, for each irradiation position of the focused beam l 1 to l 4 of the detection object 11 as shown in FIG. 4 The characteristic curve A can be obtained, and therefore, the heights of four positions of the detection target 11 can be detected simultaneously.

【0040】このような検出対象物11での高さを求め
るために、図1において、ラインセンサ30,31,3
2,33の検出信号は、アンプ34,35,36,37
により増幅された後、A/D変換器38,39,40,
41でアナログ信号からデジタル信号に変換される。こ
れらディジタル検出信号は、シェーデイング補正回路4
2,43,44,45でシェーデイング補正処理された
後、画像メモリ46,47,48,49に格納される。
高さ算出器50は、これら画像メモリ46,47,4
8,49に格納された各ラインセンサ30,31,3
2,33の検出出力を、図4で説明したようにして、比
較し、検出対象物11の各位置の高さを算出する。算出
して得られた高さ情報は制御用コンピュータ51に読み
取られる。
In order to obtain such a height at the detection target 11, the line sensors 30, 31, 3 in FIG.
The detection signals of the amplifiers 2 and 33 are supplied to the amplifiers 34, 35, 36 and 37, respectively.
Are amplified by the A / D converters 38, 39, 40,
At 41, the analog signal is converted into a digital signal. These digital detection signals are output to a shading correction circuit 4.
After being subjected to shading correction processing in 2, 43, 44, and 45, they are stored in image memories 46, 47, 48, and 49.
The height calculator 50 stores the image memories 46, 47, 4
Line sensors 30, 31, 3 stored in 8, 49
The detection outputs 2 and 33 are compared as described with reference to FIG. 4, and the height of each position of the detection target 11 is calculated. The height information obtained by the calculation is read by the control computer 51.

【0041】検出対象物11の検査領域の全面の高さを
検出するためには、検出対象物11のこの全面にわたっ
て収束ビームl1,l2,l3,l4の照射位置を移動させ
る必要があり、このために、収束ビームl1,l2
3,l4によるこの検査領域全面の走査が次のように行
なわれる。
In order to detect the height of the entire inspection area of the object 11 to be detected, it is necessary to move the irradiation positions of the convergent beams l 1 , l 2 , l 3 and l 4 over the entire surface of the object 11 to be detected. And for this purpose the convergent beams l 1 , l 2 ,
Scanning of the entire inspection area by l 3 and l 4 is performed as follows.

【0042】即ち、制御用コンピュータ51からステー
ジコントロール基板52に指令を出力されると、ステー
ジコントロール基板52は、制御用コンピュータ51か
らのこの指令に従ってドライバ53に駆動パルスを発生
する。この駆動パルスによってドライバ53はXYステ
ージ12を駆動して1ステップ分収束ビームl1,l2,l
3,l4の並び方向とは直交する方向(即ち、Y軸方向)
に順次移動させる。また、このXYステージ12のサー
ボモータ(図示せず)に内蔵されているロータリエンコ
ーダ(図示せず)から出力されるエンコード信号がドラ
イバ53からステージコントロール基板52に供給さ
れ、検出対象物11の検査領域での高さ検出の単位とな
る検出画素のサイズに相当する周期のクロックに分周さ
れ、カメラコントロール基板54に駆動パルスとして供
給される。カメラコントロール基板54はこの駆動パル
スでラインセンサ30〜33を駆動する。即ち、各ライ
ンセンサ30〜33はこの駆動パルスに同期して検出信
号をアンプ34〜37に出力する。これにより、XYス
テージ12の移動速度とラインセンサ30〜33の駆動
とが同期化されることになる。
That is, when a command is output from the control computer 51 to the stage control board 52, the stage control board 52 generates a drive pulse to the driver 53 in accordance with the command from the control computer 51. With this drive pulse, the driver 53 drives the XY stage 12 to converge beams l 1 , l 2 , l for one step.
3, a direction perpendicular to the arrangement direction of l 4 (i.e., Y-axis direction)
Sequentially. An encode signal output from a rotary encoder (not shown) built in a servo motor (not shown) of the XY stage 12 is supplied from a driver 53 to the stage control board 52, and the inspection of the detection target 11 is performed. The frequency is divided into a clock having a cycle corresponding to the size of a detection pixel which is a unit of height detection in the area, and is supplied to the camera control board 54 as a drive pulse. The camera control board 54 drives the line sensors 30 to 33 with this drive pulse. That is, each of the line sensors 30 to 33 outputs a detection signal to the amplifiers 34 to 37 in synchronization with the drive pulse. Thus, the moving speed of the XY stage 12 and the driving of the line sensors 30 to 33 are synchronized.

【0043】図5はかかる走査の方法の具体例を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of such a scanning method.

【0044】図5(a)に示す走査方法は、1回目とし
て、XYステージ12をY方向に移動させることによ
り、収束ビームl1〜l4で検査領域を−Y方向に一方の
端から他方の端まで走査し、端部に達すると、XYステ
ージ12を−X方向に走査ピッチの4倍の距離Dだけ移
動させて走査領域をこの距離D分X方向にずらし、XY
ステージ12を−Y方向に移動させてY方向に2回目の
走査を行なう。以下同様に、X方向に距離Dだけずらす
毎にY方向または−Y方向に走査し、この走査が検査領
域全体にわたるまで繰り返す。
In the scanning method shown in FIG. 5A, the XY stage 12 is moved in the Y direction for the first time, so that the inspection area is moved from one end to the other in the −Y direction by the convergent beams l 1 to l 4. Is reached, the XY stage 12 is moved in the −X direction by a distance D that is four times the scanning pitch, and the scanning area is shifted by this distance D in the X direction.
The stage 12 is moved in the −Y direction to perform a second scan in the Y direction. In the same manner, each time the scan is shifted by the distance D in the X direction, scanning is performed in the Y direction or the −Y direction, and this scanning is repeated until the entire inspection area is scanned.

【0045】図5(b)はラインセンサ30〜33のセ
ルの間隔やマイクロレンズアレイ4のマイクロレンズの
間隔などの制約で収束ビームl1〜l4の間隔が狭く取れ
ず、が5(a)の走査方法では緻密な検出ができない場
合に有効な方法であって、まず、XYステージ12をY
方向に移動させて収束ビームl1〜l4で−Y方向に走査
すると、この場合の走査ピッチD1が大きいため、検査
領域の一方の端部に達すると、XYステージ12をこの
走査ピッチD1の1/2の距離だけ−X方向に移動さ
せ、次に、XYステージ12を−Y方向に移動させて、
収束ビームl1〜l4で既になされた走査線の間をY方向
に走査する。このようにして、1回目の往復の走査が終
わると、次に、XYステージ12を−X方向に走査ピッ
チD1の4倍の距離D2だけ移動させて走査領域をこの距
離D2分X方向にずらし、XYステージ12をY方向及
び−Y方向に移動させて1回目と同様の2回目の往復走
査を行なう。以下同様に、この動作が繰り返されて検査
領域全体の走査が行なわれる。
FIG. 5 (b) shows that the distance between the convergent beams l 1 to l 4 cannot be narrowed due to restrictions such as the distance between the cells of the line sensors 30 to 33 and the distance between the micro lenses of the micro lens array 4. ) Is an effective method when precise detection is not possible. First, the XY stage 12 is
When scanning is performed in the −Y direction with the convergent beams l 1 to l 4 in this direction, the scanning pitch D 1 in this case is large. When the scanning reaches the one end of the inspection area, the XY stage 12 is moved to the scanning pitch D 1. distance of 1 1/2 to move in the -X direction, then by moving the XY stage 12 in the -Y direction,
Scanning is performed in the Y direction between the scanning lines already formed by the convergent beams l 1 to l 4 . After the first reciprocating scan is completed, the XY stage 12 is moved in the −X direction by a distance D 2 that is four times the scan pitch D 1 to move the scan area by this distance D 2 . Direction, the XY stage 12 is moved in the Y direction and the −Y direction, and the second reciprocating scan similar to the first is performed. Hereinafter, similarly, this operation is repeated to scan the entire inspection area.

【0046】なお、図5(b)では、1回の往復走査で
XYステージ12を−X方向に距離D2だけ移動させて
走査領域をこの距離D2分X方向にずらすようにした
が、複数回もしくは(複数+1/2)回の往復走査を行
なってXYステージ12をX方向に上記の距離D2 だけ
移動させ、次の走査領域を走査するようにしてもよい。
In FIG. 5B, the XY stage 12 is moved in the −X direction by the distance D 2 in one reciprocal scan to shift the scanning area by the distance D 2 in the X direction. multiple times or not (more +1/2) times reciprocating scanning the XY stage 12 performs a movement in the X direction by said distance D 2, may be to scan the next scanning region.

【0047】ところで、この第1の実施形態では、同じ
ラインセンサにおいて、該当するセルに入射されるべき
検出ビームが隣接する他のセルに漏れないように、即
ち、隣接セルへの漏れ光が生じないようにしている。例
えば、図3において、ラインセンサ30のセル302
入射されるべき検出ビームは、隣接するセル301やセ
ル303に漏れないようにするものである。以下、この
点について説明する。
By the way, in the first embodiment, in the same line sensor, a detection beam to be incident on a corresponding cell is prevented from leaking to another adjacent cell, that is, light leaking to an adjacent cell is generated. I try not to. For example, in FIG. 3, the detection beam to be incident on the cell 30 2 of the line sensor 30 is leaking to the adjacent cell 30 1 and the cell 30 3. Hereinafter, this point will be described.

【0048】図6は検出対象物11の検査領域の高さが
変化した場合のラインセンサ30のセル301 に対する
検出ビームの様子を示す図であって、55は光学系であ
り、図1〜図3に対応する部分には同一符号を付けてい
る。
[0048] Figure 6 is a diagram showing a state of the detection beam with respect to the cell 30 1 of the line sensor 30 when the height of the examination region of the detection object 11 has changed, 55 is an optical system, FIG. 1 Parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0049】同図において、光学系55は図1における
結像レンズ10から結像レンズ22までの光学系を示す
ものであって、この光学系55の倍率をβ、検出開口数
をNAd とする。
In the figure, an optical system 55 shows the optical system from the imaging lens 10 to the imaging lens 22 in FIG. 1, and the magnification of the optical system 55 is β, and the detection numerical aperture is NA d . I do.

【0050】いま、検出対象物11の検査表面に収束ビ
ームが収束したときの反射ビーム、従って、検出ビーム
を実線矢印で示し、このときの検査対象物11の検査表
面でのビームスポット径を2rとすると、このときに
は、光学系55により、検出ビームはピンホールアレイ
26のピンホール261の位置で収束する。このときの
検出ビームのスポット径は、2βrとなる。従って、こ
のピンホール261の直径は2βrよりもわずかに大き
く設定され、この検出ビームの全光量がラインセンサ3
0のセル301 で受光される。
Now, the reflected beam when the converging beam converges on the inspection surface of the object 11 to be detected, and hence the detected beam is indicated by a solid line arrow, and the beam spot diameter of the inspection object 11 on the inspection surface at this time is 2r. when, at this time, the optical system 55, the detection beam converges at the position of the pinhole 26 1 of the pinhole array 26. The spot diameter of the detection beam at this time is 2βr. Therefore, the diameter of this pinhole 26 1 is set slightly larger than 2βr, and the total light amount of this detection beam is
It is received by the cell 30 1 0.

【0051】一方、検出対象物11の検査表面には凹凸
があって、上記の収束ビームが収束する面から最大ΔZ
だけ高さが変化するものとする。この最大高さΔZだけ
変化した検出対象物11の検査表面に照射される収束ビ
ームに対する検出ビームを破線矢印で示す。この場合に
は、この検出ビームはピンホールアレイ26の手前側で
収束し、この収束点での検出ビームのスポット径は2β
rあるが、ピンホール261の位置でのビームスポット
の半径Rは、
On the other hand, the inspection surface of the detection target 11 has irregularities, and a maximum ΔZ
Only the height changes. The detection beam corresponding to the convergent beam applied to the inspection surface of the detection target 11 changed by the maximum height ΔZ is indicated by a broken arrow. In this case, this detection beam converges in front of the pinhole array 26, and the spot diameter of the detection beam at this convergence point is 2β
r, the radius R of the beam spot at the position of the pinhole 26 1 is

【数1】 となる。従って、この検出ビームは、その半径βrより
も外側の部分がピンホールアレイ26で遮光され、その
一部しかセル301 に入射しない。
(Equation 1) Becomes Accordingly, the detection beam, the outer part is shielded by the pinhole array 26 than its radius .beta.r, it does not enter the cell 30 1 only a part thereof.

【0052】図7は検出対象物11の検査領域での高さ
が異なる部分に照射される2つの隣り合う収束ビームに
対する検出ビームの様子を示す図であって、図1〜図3
及び図6に対応する部分には同一符号を付けている。
FIG. 7 is a diagram showing a state of a detection beam with respect to two adjacent convergent beams irradiated on portions of the inspection object 11 having different heights in the inspection area.
6 are given the same reference numerals.

【0053】同図において、検出対象物11の点X2
では、照射ビームが収束しているものとし、点X1 は点
2よりも上記の高さΔZだけ高くなっているものとす
る。また、これら2つの点X1,X2間の距離をΔXとす
ると、この距離ΔXが検出の解像度ということになり、
この距離ΔXが小さいほど解像度が高くなる。また、ピ
ンホールアレイ26のピンホール261は点X1からの検
出ビームに対するものであり、ピンホールアレイ26の
ピンホール262は点X2からの検出ビームに対するもの
である。
In the figure, it is assumed that the irradiation beam is converged on the point X 2 of the detection target 11 and that the point X 1 is higher than the point X 2 by the height ΔZ. . If the distance between these two points X 1 and X 2 is ΔX, this distance ΔX is the resolution of detection,
The smaller the distance ΔX, the higher the resolution. The pin holes 26 1 of the pinhole array 26 is for detecting the beam from point X 1, pinhole 26 and second pinhole array 26 is for detecting the beam from point X 2.

【0054】いま、点X1からの破線矢印で示す検出ビ
ームをみると、この点X1では照射ビームが収束してい
ないので、この検出ビームはピンホールアレイ26の手
前側で収束し、ピンホール261でのこの検出ビームの
半径Rは上記式(1)で表わされる最大のものとなる。
ところで、この状態のとき、この点X1からの検出ビー
ムが隣りのピンホール262にかかって漏れ光が生じな
いようにすることが必要であり、このためには、ピンホ
ール261,262,……の開口径をqP、ピッチをP
(これは、ラインセンサ30のセルピッチでもある)と
すると、
[0054] Now, looking at the detection beam shown by the dashed arrows from point X 1, since the illumination beam in this regard X 1 is not converged, the detection beam is converged in front of the pinhole array 26, the pin radius R of the detection beam at the holes 26 1 becomes the largest of the above formula (1).
Incidentally, in this state, it depends on the pinhole 26 2 next detection beam from the point X 1 it is necessary to prevent leakage occurs light, for this purpose, the pin holes 26 1, 262 ,... The opening diameter is q P and the pitch is P
(This is also the cell pitch of the line sensor 30)

【数2】 を満足することが必要となる。(Equation 2) Must be satisfied.

【0055】また、漏れ光を防止するためには、ピンホ
ールアレイ26の該当するピンホールを通過して検出ビ
ームの光がラインセンサの隣接するセルにかからないよ
うにすることも必要である。例えば、図7に示す状態
で、ピンホール261を通過した光が、隣りのピンホー
ル262に対するセル302にかからないようにする必要
がある。
In order to prevent the leakage light, it is necessary to prevent the light of the detection beam from passing through the corresponding pinhole of the pinhole array 26 and hitting the adjacent cell of the line sensor. For example, in the state shown in FIG. 7, the light passing through the pinhole 26 1, it is necessary to not expose to the cell 30 2 for the pin hole 26 2 next.

【0056】そこで、図6において、ピンホールアレイ
26とラインセンサ30のセルの受光面との間の距離を
PC、セルの開口径をqC(但し、qC/2≦P/2)とす
ると、センサの受光面での検出ビームのスポットの半径
は、ピンホール径からLPC・NAdだけ広がるから、
Therefore, in FIG. 6, the distance between the pinhole array 26 and the light receiving surface of the cell of the line sensor 30 is L PC , and the opening diameter of the cell is q C (where q C / 2 ≦ P / 2). Then, the radius of the spot of the detection beam on the light receiving surface of the sensor is expanded by L PC · NA d from the pinhole diameter.

【数3】 であり、これが隣りのセルにかからなければよいことに
なる。あるセルの中心から隣りのセルまでの最短距離は
P−(qC/2)であるから、
(Equation 3) That is, it does not matter if this does not affect the adjacent cell. Since the shortest distance to the cell next to the center of a cell is P- (q C / 2),

【数4】 を満足しなければならない。(Equation 4) Must be satisfied.

【0057】以上のように、上記式(2),(3)を満
足するように、光学系55やピンホールアレイ26,ラ
インセンサ30の諸元を設定することにより、隣接セル
への漏れ光を防止することができ、ラインセンサ30の
各セルから対応する収束ビームによる検出ビームのみの
検出出力が得られることになる。従って、かかる条件を
満足した状態で図4(a)に示すように検出対象物11
の検査領域の走査を行なうことにより、この検査領域全
域での高さ(従って、立体形状)を精度良く検出するこ
とができる。しかも、複数個(上記の説明では、4個と
した)の収束ビームで検出対象物11を走査し、複数の
位置の高さを同時に検出することを可能とするものであ
るから、従来の方式に比べ、高速の検出が可能となる。
As described above, by setting the specifications of the optical system 55, the pinhole array 26, and the line sensor 30 so as to satisfy the above equations (2) and (3), the light leaking to the adjacent cells is obtained. Can be prevented, and a detection output of only the detection beam by the corresponding convergent beam can be obtained from each cell of the line sensor 30. Accordingly, in a state where such a condition is satisfied, as shown in FIG.
By performing the scanning of the inspection area, it is possible to accurately detect the height (accordingly, the three-dimensional shape) in the entire inspection area. In addition, since the detection target 11 is scanned with a plurality of (four in the above description) convergent beams and the heights of a plurality of positions can be simultaneously detected, the conventional method is used. , It is possible to detect at a higher speed.

【0058】ここで、上記の条件を満たすための上記諸
元の一具体例を示す。 検出倍率β:0.75倍 セルの開口径qC:7.5μm ピンホール(セル)の間隔P:15μm ピンホールの開口径qP:7.5μm 検出開口数NAd:0.13 高さ検出範囲ΔZ:120μm セル受光面,ピンホールアレイ間の距離LPC:0μm ビームスポット半径r:3μm 但し、ここでは、セル自体の開口をピンホール開口にも
併用し、ラインセンサでは、1つおきのセルを使用する
ようにしており、実際にはピンホールを使用しないもの
としている。従って、上記の距離LPCは0μmとなって
いる。あるいはまた、ラインセンサとして、セルの配置
間隔Pが15μmとし、これらセルの開口径qC=7.5
μmのものとしても同様である。
Here, a specific example of the above specifications for satisfying the above conditions will be described. Detection magnification β: 0.75 times Cell opening diameter q C : 7.5 μm Pin hole (cell) interval P: 15 μm Pin hole opening diameter q P : 7.5 μm Detection numerical aperture NA d : 0.13 Height Detection range ΔZ: 120 μm Distance between the light receiving surface of the cell and the pinhole array L PC : 0 μm Beam spot radius r: 3 μm However, here, the opening of the cell itself is also used for the pinhole opening, and every other line sensor is used. No cells are actually used, and no pinholes are actually used. Therefore, the distance L PC is 0 μm. Alternatively, as a line sensor, the cell arrangement interval P is 15 μm, and the opening diameter q C of these cells is 7.5.
The same applies to the case of μm.

【0059】ところで、セルへの漏れ光を防止すべく上
記式(2),(3)の条件を満足させた場合、収束ビーム
1,l2,l3,l4の間隔を大きく取らざるを得なくな
る場合もある。例えば、電子回路基板の配線パターンや
はんだ付け部などのように、検出対象物11の検査領域
での凹凸による最大の高さ変化ΔZは既知である。この
実施形態では、検出対象物11の検査領域でかかる高さ
変化があっても、隣接セルへの漏れ光がないように、上
記式(2),(3)の条件を満足すべく構成をなすもの
であるが、図4(a)に示すように走査したのでは、収
束ビームl1〜l4間の間隔が広くなり過ぎて高い解像度
が得られず、ピンホールアレイ26やラインセンサ30
の構成や上記照明系の構成などから、収束ビームl1
4間の間隔をこれ以上狭くすることができない場合が
ある。このような場合には、図4(b)で説明したよう
な走査を行なえばよい。
By the way, when the conditions of the above equations (2) and (3) are satisfied in order to prevent light leakage to the cell, the distance between the convergent beams l 1 , l 2 , l 3 and l 4 is not made large. In some cases. For example, the maximum height change ΔZ due to unevenness in the inspection area of the detection target 11 such as a wiring pattern or a soldered portion of an electronic circuit board is known. In this embodiment, even if such a height change occurs in the inspection area of the detection target 11, the configuration is set so as to satisfy the above-described equations (2) and (3) so that light does not leak to adjacent cells. 4A, when the scanning is performed as shown in FIG. 4A, the interval between the convergent beams l 1 to l 4 is too large to obtain a high resolution, and the pinhole array 26 and the line sensor 30 are not obtained.
From the convergent beam l 1 to
the distance between l 4 may not be able to narrow further. In such a case, the scanning described with reference to FIG.

【0060】以上のように、この実施形態は、検出対象
物11の表面の立体形状を高精度、高解像度で、かつ高
速に立体形状の検出,検査をすることができる。n個の
集光ビームを用いる場合、従来の立体形状検出装置に比
べ、検出対象物11のY方向の移動速度が等しいものと
すると、n倍の高速化が可能である。そして、この検出
対象物11を電子回路基板とすることにより、この電子
回路基板での配線パターンやはんだ付け部を検出して、
基準パータンデータとの比較などにより、かかる配線パ
ターンやはんだ付け部の良否の判定や欠陥の検出を精度
良く行なうことができる。
As described above, in this embodiment, the three-dimensional shape of the surface of the detection target 11 can be detected and inspected with high precision, high resolution, and high speed. When n condensed beams are used, if the moving speed of the detection target 11 in the Y direction is equal to that of the conventional three-dimensional shape detection device, the speed can be increased by n times. Then, by using the detection target 11 as an electronic circuit board, a wiring pattern or a soldered portion on the electronic circuit board is detected.
By comparing with the reference pattern data or the like, it is possible to accurately judge the quality of the wiring pattern or the soldered portion and detect the defect with high accuracy.

【0061】なお、図6,図7はラインセンサ30を含
むチャンネルについてのものであるが、他のチャンネル
についても同様である。
Although FIGS. 6 and 7 relate to the channel including the line sensor 30, the same applies to the other channels.

【0062】次に、本発明による立体形状検査装置及び
パターン検査装置並びにそれらの方法の第2の実施形態
について、図8〜図11により説明する。
Next, a second embodiment of the three-dimensional shape inspection apparatus and pattern inspection apparatus and the method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0063】先の第1の実施形態では、直線上に配列さ
れた複数の点状スポットの収束ビームを検出対象物に照
射し、その反射ビームを検出ビームとしてラインセンサ
で検出することにより、この検出対象物の検査領域の立
体形状やパターンを検査するものであったが、この第2
の実施形態は、直線上に配列された複数のシート状スポ
ットの収束ビームを検出対象物に照射し、その反射ビー
ムを検出ビームとしてTDI(Time Delay & Integrate
d:時間遅延積分型)センサで検出することにより、こ
の検出対象物の検査領域の立体形状やパターンを検査す
るものである。これにより、検出感度を高めることがで
き、ビームの照明源としてより微弱なものを用いても、
検出速度のより高速化を実現するものである。
In the first embodiment, the object to be detected is irradiated with a convergent beam of a plurality of spot-like spots arranged on a straight line, and the reflected beam is detected as a detection beam by a line sensor. Although the three-dimensional shape and pattern of the inspection area of the detection target are inspected, the second
In this embodiment, a detection object is irradiated with a convergent beam of a plurality of sheet-like spots arranged on a straight line, and the reflected beam is used as a detection beam as TDI (Time Delay & Integrate).
(d: time delay integration type) The three-dimensional shape and pattern of the inspection area of the detection target are inspected by detecting with a sensor. As a result, the detection sensitivity can be increased, and even if a weaker illumination source is used,
This realizes a higher detection speed.

【0064】ここで、図8はこの第2の実施形態を示す
構成図であって、56は照明光源、57は集光レンズ、
58はピンホール、59は照射レンズ、60はスリット
アレイ、61はビームスプリッタ、62は開口絞り、6
3,64,65,66はスリットアレイ、67,68,
69,70はTDIセンサであり、図1に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing the second embodiment, in which 56 is an illumination light source, 57 is a condenser lens,
58 is a pinhole, 59 is an illumination lens, 60 is a slit array, 61 is a beam splitter, 62 is an aperture stop, 6
3, 64, 65, 66 are slit arrays, 67, 68,
Reference numerals 69 and 70 denote TDI sensors, and the portions corresponding to those in FIG.

【0065】図9は、図1に対する図2と同様、図8に
おける照明系と検出系の1つのチャンネル(TDIセン
サ67を含むチャンネル)とをより具体的に示す構成図
であって、601〜604,631〜634はスリットであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けている。な
お、図8におけるビームスプリッタ16,18及びミラ
ー20の記載を省略している。
[0065] Figure 9 is similar to FIG. 2 for 1, a block diagram illustrating a (channels including TDI sensor 67) one channel detection system and the illumination system in FIG. 8 more specifically, 60 1 60 4, 63 1 to 63 4 are slit, the parts corresponding to FIG. 8 are denoted by like reference numerals. The illustration of the beam splitters 16 and 18 and the mirror 20 in FIG. 8 is omitted.

【0066】まず、図8及び図9における照明系につい
て説明する。
First, the illumination system in FIGS. 8 and 9 will be described.

【0067】照明光源56から射出された照明光は集光
レンズ57により集光され、このレンズ57の前焦点位
置に配置されたピンホール58を通過する。照明光源5
6としては、例えば、ハロゲン光源などが使用できる。
また、ピンホール58は、円形状のものでもよいが、矩
形状のものでもよい。ピンホール58を通過した照明光
束は、照射レンズ59によって平行光束となされた後、
スリットアレイ60に設けられた4個の互いに平行な短
冊状のスリット601,602,603,604を透過し、
夫々から互いに平行なシート状スポットのビーム(以
下、シート状ビームという)が得られる。
The illumination light emitted from the illumination light source 56 is condensed by a condenser lens 57 and passes through a pinhole 58 disposed at a front focal position of the lens 57. Illumination light source 5
As 6, for example, a halogen light source can be used.
In addition, the pinhole 58 may be circular or rectangular. The illumination light beam passing through the pinhole 58 is converted into a parallel light beam by the illumination lens 59,
The light passes through four mutually parallel strip-shaped slits 60 1 , 60 2 , 60 3 , and 60 4 provided in the slit array 60,
A beam of a sheet-like spot parallel to each other (hereinafter, referred to as a sheet-like beam) is obtained from each.

【0068】図10はこのスリットアレイ60の一具体
例を示す図であって、71は液晶ドライバであり、図1
に対応する部分には同一符号を付けている。このスリッ
トアレイ60の具体例は、液晶スリットとするものであ
る。しかし、機械的構成のスリットアレイなど、他の構
成のものであってもよい。
FIG. 10 is a diagram showing a specific example of the slit array 60. Reference numeral 71 denotes a liquid crystal driver.
Are assigned the same reference numerals. A specific example of the slit array 60 is a liquid crystal slit. However, another configuration such as a slit array having a mechanical configuration may be used.

【0069】同図において、液晶スリット60は、制御
用コンピュータ51から液晶ドライバ71を介して制御
され、液晶面上に互いに平行に配置された短冊状のスリ
ット601,602,603,604を表示する。
In the figure, a liquid crystal slit 60 is controlled by a control computer 51 via a liquid crystal driver 71, and has strip-like slits 60 1 , 60 2 , 60 3 , 60 arranged parallel to each other on a liquid crystal surface. Display 4 .

【0070】先に説明した第1の実施の形態では、マイ
クロレンズアレイ4やピンホールアレイ5(図1,図
2)とラインセンサ30〜33との相互の物理的な位置
関係を調整する必要があるが、この第2の本実施形態で
は、スリットアレイ60として、マイクロレンズアレイ
の代わりに、液晶スリットを使用することにより、液晶
面上でのこれらスリット601,602,603,604
おける始点位置を任意の位置に設定できるため、かかる
照明系と検出系相互の調整作業が容易となる。
In the first embodiment described above, it is necessary to adjust the mutual physical positional relationship between the microlens array 4 and the pinhole array 5 (FIGS. 1 and 2) and the line sensors 30 to 33. However, in this second embodiment, a liquid crystal slit is used as the slit array 60 instead of the microlens array, so that these slits 60 1 , 60 2 , 60 3 , 60 on the liquid crystal surface are provided. Since the starting point position in 4 can be set to an arbitrary position, the adjustment work between the illumination system and the detection system can be facilitated.

【0071】図8及び図9に戻って、スリットアレイ6
0で得られた4個のシート状ビームは、ビームスプリッ
タ61で折り返されて絞り8を通った後、対物レンズ1
0により、収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
4’として、検出対象物11上の検査領域に集光され
る。これら収束シート状ビームl1’,l2’,l3’,
4’による検出対象物11上のシート状のスポット
は、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)に平行
であって、この検出対象物11の移動方向(Y軸方向)
に対して直交する方向(X軸方向)に揃って等間隔に離
散して配列される。
Returning to FIG. 8 and FIG.
The four sheet-like beams obtained in step 0 are turned back by the beam splitter 61 and pass through the stop 8, and then the objective lens 1
0, the convergent sheet beams l 1 ′, l 2 ′, l 3 ′,
The light is focused on the inspection area on the detection target 11 as l 4 ′. These convergent sheet beams l 1 ′, l 2 ′, l 3 ′,
The sheet-like spot on the detection target 11 by l 4 ′ is parallel to the moving direction (Y-axis direction) of the detection target 11, and the moving direction (Y-axis direction) of the detection target 11
Are arranged discretely at equal intervals in the direction (X-axis direction) perpendicular to the direction.

【0072】次に、図8及び図9における検出系(結像
系)について説明する。
Next, the detection system (imaging system) in FIGS. 8 and 9 will be described.

【0073】収束シート状ビームl1',l2',l3',l
4’による検出対象物11からの反射シート状ビーム
は、対物レンズ10で平行ビームのシート状ビームとさ
れ、絞り8,ビームスプリッタ61及び中継レンズ14
を介して開口絞り62に送られる。この開口絞り62は
反射シート状ビームのシート状スポットの長手方向に直
交する方向に対してのみ大きな開口数の開口を有する。
この開口絞り62を通過した4個の反射シート状ビーム
(以下、これらをまとめて反射シート状ビーム群とい
う)は、図1に示した第1の実施形態と同様、ビームス
プリッタ16〜18とミラー19〜21からなる光学系
により、4個の反射シート状ビーム群L1’,L2’,
3’,L4'に等分割される。そして、ミラー21からの
反射シート状ビーム群L1'は、検出シート状ビーム群L
1'として、結像レンズ22によって集光されて、スリッ
トアレイ63を介しTDIセンサ67で受光され、ビー
ムスプリッタ18からの反射シート状ビーム群L2'は、
検出シート状ビーム群L2'として、結像レンズ23によ
って集光されて、スリットアレイ64を介しTDIセン
サ68で受光され、ミラー19からの反射シート状ビー
ム群L3'は、検出シート状ビーム群L3'として、結像レ
ンズ24によって集光されて、スリットアレイ65を介
しTDIセンサ69で受光され、ビームスプリッタ17
からの反射シート状ビーム群L4'は、検出シート状ビー
ム群L4'として、結像レンズ25によって集光されて、
スリットアレイ66を介しTDIセンサ70で受光され
る。
The convergent sheet beams l 1 ′, l 2 ′, l 3 ′, l
The reflection sheet-like beam from the object 11 to be detected by 4 'is converted into a parallel beam by the objective lens 10, and is formed by the aperture 8, the beam splitter 61 and the relay lens 14.
Through the aperture stop 62. The aperture stop 62 has a large numerical aperture only in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the sheet-like spot of the reflection sheet-like beam.
The four reflecting sheet-like beams that have passed through the aperture stop 62 (hereinafter collectively referred to as a reflecting sheet-like beam group) are combined with the beam splitters 16 to 18 and the mirror in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. By the optical system composed of 19-21, four reflection sheet beam groups L 1 ′, L 2 ′,
It is equally divided into L 3 ′ and L 4 ′. The reflection sheet-like beam group L 1 ′ from the mirror 21 is the detection sheet-like beam group L
As 1 ′, the light is condensed by the imaging lens 22 and received by the TDI sensor 67 via the slit array 63, and the reflection sheet-like beam group L 2 ′ from the beam splitter 18 is
The light is condensed by the imaging lens 23 as a detection sheet-like beam group L 2 ′ and received by the TDI sensor 68 via the slit array 64, and the reflection sheet-like beam group L 3 ′ from the mirror 19 becomes a detection sheet-like beam The group L 3 ′ is condensed by the imaging lens 24, received by the TDI sensor 69 via the slit array 65, and
Reflecting sheet beams L 4 from 'the detection sheet beams L 4' as, being condensed by the imaging lens 25,
The light is received by the TDI sensor 70 via the slit array 66.

【0074】なお、スリットアレイ63,64,65,
66と共役な検出対象物11の位置は順次異なる。ここ
では、スリットアレイ63と共役な検出対象物11の位
置が最も結像レンズ10に近く、スリットアレイ64,
65,66の順に共役な検出対象物11の位置が結像レ
ンズ10から遠くなるものとする。
The slit arrays 63, 64, 65,
The position of the detection target 11 conjugate to 66 is sequentially different. Here, the position of the detection target 11 conjugate with the slit array 63 is closest to the imaging lens 10, and the slit array 64,
It is assumed that the position of the detection target 11 conjugated in the order of 65 and 66 becomes farther from the imaging lens 10.

【0075】ここで、検出シート状ビーム群L1’につ
いてみると、図11に示すように、スリットアレイ63
には、この検出シート状ビーム群L1’の各検出シート
状ビームの光路上からみて開口絞り62の長手方向と直
交する4個の短冊状のスリット631,632,633
634が互いに平行に設けられている。
Here, as for the detection sheet-like beam group L 1 ′, as shown in FIG.
, Four strip-shaped slits 63 1 , 63 2 , 63 3 , orthogonal to the longitudinal direction of the aperture stop 62 when viewed from the optical path of each detection sheet-like beam of the detection sheet-like beam group L 1 ′.
63 4 are provided in parallel to each other.

【0076】TDIセンサ67は4個の受光部671,6
2,673,674からなり、また、夫々の受光部671
672,673,674は、図示しないが、複数のセル
(受光素子)から構成されている。そして、検出シート
状ビーム群L1’での収束シート状ビームl1’に対応す
る検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TD
Iセンサ67の受光部671に集光され、検出シート状
ビーム群L1’での収束シート状ビームl2’に対応する
検出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDI
センサ67の受光部672に集光され、検出シート状ビ
ーム群L1’での収束シート状ビームl3’に対応する検
出シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセ
ンサ67の受光部673に集光され、検出シート状ビー
ム群L1’での収束シート状ビームl4’に対応する検出
シート状ビームは、結像レンズ22により、TDIセン
サ67の受光部674に集光される。
The TDI sensor 67 has four light receiving sections 67 1 , 6
7 2, 67 3, 67 consists of four, also each of the light receiving portion 67 1,
67 2, 67 3, 67 4, although not shown, and a plurality of cells (light receiving element). Then, the detection sheet-like beam corresponding to the convergent sheet-like beam l 1 ′ in the detection sheet-like beam group L 1 ′ is subjected to TD by the imaging lens 22.
The detection sheet-like beam condensed on the light receiving section 67 1 of the I sensor 67 and corresponding to the convergent sheet-like beam l 2 ′ in the detection sheet-like beam group L 1 ′ is converted by the imaging lens 22 into TDI.
Is focused on the light receiving portion 67 2 of the sensor 67, the detection sheet beams corresponding to the 'converging sheet beam l 3 in' Detection sheet beams L 1 is the imaging lens 22, the light receiving portion of the TDI sensor 67 67 3 is focused on the detection sheet beams corresponding to the 'converging sheet beam l 4 in' detection sheet beams L 1 is the imaging lens 22, focused on the light receiving portion 67 4 of the TDI sensor 67 Is done.

【0077】ここで、図11における開口絞り62とス
リットアレイ63のスリット(ここでは、スリット63
1とする)との作用について、図12により、説明する。
Here, the slits of the aperture stop 62 and the slit array 63 in FIG.
1 ) will be described with reference to FIG.

【0078】同図において、Sは検出対象物11上での
収束シート状ビームl1'のスポットとする。このスポッ
トSにおいて、S0 は収束シート状ビームl1’が検出
対象物11の検査面に収束したときのスポットであり、
ΔSは収束シート状ビームl1'の収束点が検出対象物1
1の検査面からずれたときのスポットの増加部分であ
る。
In the figure, S is the spot of the convergent sheet beam l 1 ′ on the object 11 to be detected. In this spot S, S 0 is a spot when the convergent sheet beam l 1 ′ converges on the inspection surface of the detection target 11,
ΔS is the convergence point of the convergent sheet beam l 1 ′ is the detection target 1
This is an increased portion of the spot when it deviates from the inspection surface of No. 1.

【0079】かかるスポットSの反射シート状ビームを
開口絞り62に通すと、上記のように、この開口絞り6
2はこのスポットSの長手方向で開口数NAが小さく、
これに直交する方向に開口数NAが大きいことから、こ
の開口絞り62を通過した反射シート状ビームのスポッ
トS'は、検出対象物11の検査面に対する収束シート
状ビームl1’の収束点の位置ずれ量に応じて増加分Δ
Sが大きいものとなる。そして、かかるスポットS’を
スリット631 に通すと、このスリット631はスポッ
トSが収束シート状ビームl1’の収束点が検出対象物
11の検査面上に一致するときのスポットS0 のときの
検出シート状ビームのみを通過させる大きさ,形状に設
定されているので、スポットS' の増加部分ΔSがこの
スリット631 で除かれ、スポットS0 の部分のみがT
DIセンサ67の受光部67で受光されることになる。
従って、検出対象物11の検査面に対する収束シート状
ビームl1'の収束点の位置のずれ量が大きくなればなる
程(従って、検出対象物11の検査面がスリット631
に共役な位置からずれればずれる程)、スリット63 1
通過したスポットS0の検出シート状ビームの光量が低
下する。従って、この検出シート状ビームを検出するこ
とにより、後述するように、検出対象物11の検査面で
の収束シート状ビームl1'の照射位置の高さを検出する
ことができるのである。
The reflection sheet beam of the spot S is
When the light passes through the aperture stop 62, as described above, the aperture stop 6
No. 2 has a small numerical aperture NA in the longitudinal direction of the spot S,
Since the numerical aperture NA is large in the direction orthogonal to this,
Of the reflecting sheet-like beam passing through the aperture stop 62
G ′ is a convergence sheet for the inspection surface of the detection target 11.
Shaped beam l1Δ increase amount according to the amount of displacement of the convergence point Δ
S becomes large. And such a spot S '
Slit 631 Through the slit 631Is a spot
S is convergent sheet beam l1’Is the object to be detected
Spot S when coincident on 11 inspection surfaces0 At the time
The size and shape must be such that only the detection sheet beam can pass.
Therefore, the increasing portion ΔS of the spot S ′ is
Slit 631 Removed by spot S0 Is only T
The light is received by the light receiving section 67 of the DI sensor 67.
Therefore, a convergent sheet shape with respect to the inspection surface of the detection target 11 is provided.
Beam l1'The convergence point position shift amount must be large
(Therefore, the inspection surface of the detection target 11 is1
The more it deviates from the position conjugate to 1To
Spot S passed0Detection sheet beam light is low
Down. Therefore, this detection sheet beam cannot be detected.
As described later, in the inspection surface of the detection target 11,
Convergent sheet beam l1'To detect the height of the irradiation position
You can do it.

【0080】次に、図13により、TDIセンサ67の
作用について説明する。ここでは、このTDIセンサ6
7の1つの受光部671 について説明するが、TDIセ
ンサ67の他の受光部672 ,673 ,674や他のT
DIセンサ68〜70の各受光部についても同様であ
る。
Next, the operation of the TDI sensor 67 will be described with reference to FIG. Here, this TDI sensor 6
7, one light receiving section 67 1 will be described, but other light receiving sections 67 2 , 67 3 , 67 4 of the TDI sensor 67 and other T
The same applies to each of the light receiving units of the DI sensors 68 to 70.

【0081】同図において、説明を簡単にするために、
受光部671は3個のセルa,b,cを備えており、ま
た、S0は、図12に示すように、スリット631を通過
した検出シート状ビームであって、検出対象物11のY
軸方向(図9)の3点(以下、これらを検出点という)
からの反射光量を含んでいるものとする。
In the figure, to simplify the explanation,
The light receiving section 67 1 includes three cells a, b, and c, and S 0 is a detection sheet-like beam that has passed through the slit 63 1 as shown in FIG. Of Y
Three points in the axial direction (FIG. 9) (hereinafter referred to as detection points)
And the amount of light reflected from the camera.

【0082】そこで、いま、時刻t1 で検出シート状ビ
ームS0 が検出対象物11の3検出点X1,X2,X3
らの反射光量は夫々受光部671のセルa,b,cで受
光され、このときのセルa,b,cの受光量がX1
2,X3とする。この時刻t1では、セルaの受光量X1
に応じたレベルの信号が外部に転送され、検出出力X1
として出力される。これとともに、受光部671内で、
セルbの受光量X2の受光情報がセルaに転送され、セ
ルcの受光量X3 の受光情報がセルbに転送される。
[0082] Therefore, now, 3 detection points X 1 detection sheet beam S 0 is the detection object 11 at time t 1, X 2, the amount of light reflected from X 3 are each light receiving portion 67 1 of the cell a, b, c, and the amount of light received by cells a, b, and c at this time is X 1 ,
X 2 and X 3 . At this time t 1 , the received light amount X 1 of the cell a
Is transferred to the outside and the detection output X 1
Is output as At the same time, in the light receiving section 67 1 ,
Receiving information of the received light amount X 2 of the cell b is transferred to the cell a, the light-reception information relating to the received light amount X 3 of the cell c is transferred to the cell b.

【0083】検出対象物11のY方向の移動とともに、
時刻t2では、検出シート状ビームS0 が検出対象物1
1の3検出点X2,X3,X4 からの反射光量を含むこと
になる。これら3検出点X2,X3,X4 からの反射光量
は夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X2からの反射光量X2とセ
ルbから転送された受光量X2 とが加算され、この検出
点X2 からの反射光量X2の2倍の受光量2X2の情報が
蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X3からの反射
光量X3の2倍の受光量2X3の情報が蓄積される。セル
cには、検出点X4からの反射光量X4が受光され、この
反射光量に等しい受光量X4の情報が蓄積される。しか
る後、セルaから受光量2X2に応じたレベルの信号が
外部に転送され、検出出力2X2として出力される。こ
れとともに、受光部671内で、セルbの受光量2X3
の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量X4
受光情報がセルbに転送される。
With the movement of the detection target 11 in the Y direction,
At time t 2 , the detection sheet-like beam S 0 is the detection target 1
This includes the amount of light reflected from the three detection points X 2 , X 3 , and X 4 . The reflected light amounts from these three detection points X 2 , X 3 , X 4 are received by cells a, b, c, respectively. Accordingly, in the cell a, the reflected light amount X 2 received from the detection point X 2 received at this time and the received light amount X 2 transferred from the cell b are added, which is twice the reflected light amount X 2 from the detection point X 2. is the information accumulated amount of light received 2X 2, Similarly, the cell b, 2 times the information of the received light quantity 2X 3 of reflected light quantity X 3 from the detection point X 3 are accumulated. The cell c, the amount of reflected light X 4 from the detection point X 4 is received, equal information received light amount X 4 in the reflected light quantity is accumulated. Thereafter, the level of the signal corresponding to the amount of light received 2X 2 from the cell a is transferred to the outside, it is output as detection output 2X 2. Along with this, in the light receiving unit 67 1, the received light amount 2X 3 cells b
Receiving information is transferred to the cell a, the light-reception information of the light receiving amount X 4 of the cell c is transferred to the cell b.

【0084】検出対象物11のY方向の移動とともに、
時刻t3では、検出シート状ビームS0が検出対象物11
の3検出点X3,X4,X5からの反射光量を含むことに
なる。これら3検出点X3,X4,X5からの反射光量は
夫々セルa,b,cで受光される。従って、セルaで
は、このとき受光した検出点X3 からの反射光量X3
セルbから転送された受光量2X3 とが加算され、この
検出点X3 からの反射光量X3の3倍の受光量3X3の情
報が蓄積され、同様に、セルbにも、検出点X4からの
反射光量X4の2倍の受光量2X4の情報が蓄積される。
セルcには、検出点X5からの反射光量X5が受光され、
この反射光量に等しい受光量X5の情報が蓄積される。
しかる後、セルaから受光量3X3に応じたレベルの信
号が外部に転送され、検出出力3X3として出力され
る。これとともに、受光部671内で、セルbの受光量
2X4 の受光情報がセルaに転送され、セルcの受光量
5の受光情報がセルbに転送される。
With the movement of the detection target 11 in the Y direction,
At time t 3, the detection sheet beam S 0 is the detection object 11
Of the three detection points X 3 , X 4 , and X 5 . The reflected light amounts from these three detection points X 3 , X 4 , X 5 are received by cells a, b, c, respectively. Thus, the cell a, and the reflected light quantity X 3 and light receiving quantity 2X 3 transferred from the cell b from the detection point X 3 that has received this time is added, three times the amount of reflected light X 3 from the detection point X 3 the accumulated information received light amount 3X 3 is, likewise, to the cell b, 2 times the information of the received light quantity 2X 4 of reflected light quantity X 4 from the detection point X 4 is accumulated.
The cell c receives the reflected light amount X 5 from the detection point X 5 ,
Information-same light receiving quantity X 5 in the amount of reflected light is accumulated.
Thereafter, the level of the signal corresponding to the amount of light received 3X 3 from the cell a is transferred to the outside, it is output as detection output 3X 3. Along with this, in the light receiving unit 67 1, receiving information of the received light quantity 2X 4 cells b is transferred to the cell a, the light-reception information relating to the received light quantity X 5 cell c is transferred to the cell b.

【0085】同様にして、時刻t4では、検出シート状
ビームS0が検出対象物11の3検出点X3,X4,X5
らの反射光量を含むことになり、受光部671のセルa
に検出点X4からの反射光量X4の3倍の受光量3X4
情報が蓄積され、セルbに検出点X5からの反射光量X5
の2倍の受光量2X5の情報が蓄積され、セルcに検出
点X6からの反射光量X6に等しい受光量X6の情報が蓄
積され、セルaから受光量3X4に応じたレベルの信号
が外部に転送され、検出出力3X4として出力される。
Similarly, at time t 4 , the detection sheet-like beam S 0 includes the amounts of light reflected from the three detection points X 3 , X 4 , and X 5 of the detection target 11, and the cell of the light receiving section 671 a
3 times the information of the received light amount 3X 4 of reflected light quantity X 4 from the detection point X 4 is accumulated in the amount of reflected light X 5 from detection point X 5 in cell b
Information twice the amount of light received 2X 5 is accumulated, equal information received light amount X 6 in reflected light quantity X 6 from the detection point X 6 in the cell c are accumulated, depending from the cell a to the amount of light received 3X 4 levels signal is transferred to the outside, is output as detection output 3X 4.

【0086】このようにして、検出対象物11の各検出
点での反射光量の3倍の受光量の受光情報がセルaから
得られることになり、検出感度が大幅に向上する。ま
た、照明系における集光効率の低下を、かかるTDIセ
ンサの採用により、補う個とができる。
In this way, light receiving information of a light receiving amount three times the amount of light reflected at each detection point of the detection target 11 is obtained from the cell a, and the detection sensitivity is greatly improved. Further, the adoption of the TDI sensor can compensate for the decrease in the light collection efficiency in the illumination system.

【0087】なお、図13の時刻t1,t2では、時刻t
3以降よりも、セルaから得られる検出出力が低いが、
これは検出動作の初期動作として検出対象物11での検
出範囲外からの検出とし、高さ算出器50(図8)での
処理対象外のものとする。
At times t 1 and t 2 in FIG.
Although the detection output obtained from the cell a is lower than that after 3 ,
This is a detection from the outside of the detection range of the detection target 11 as an initial operation of the detection operation, and is not a processing target by the height calculator 50 (FIG. 8).

【0088】また、先に説明した第1の実施形態でのピ
ンホールアレイ26〜29の場合と同様、検出シート状
ビームがスリットアレイ63でのこれに対するスリット
以外のスリットにかかって漏れ光が生じないように、さ
らに、該当するスリットを通過した検出シート状ビーム
がこれに対応するTDIセンサの受光部以外の受光部に
かかって漏れ光が生じないように、検出対象物11での
収束シート状ビームl 1’,l2’,l3’,l4’の間隔
やスリットアレイ63〜66でのスリットの間隔などを
設定することはいうまでもない。この場合、収束シート
状ビームl1’,l2’,l3’,l4’の間隔が広くなっ
て検出解像度が低下する場合には、図5(b)で説明し
たような走査方法を採ればよい。
Further, the pin according to the first embodiment described above is used.
As in the case of the hole arrays 26 to 29, the detection sheet
The beam is a slit for this in the slit array 63
To prevent light leaking from slits other than
In addition, the detection sheet beam that passed through the relevant slit
Are applied to the light receiving parts other than the light receiving part of the corresponding TDI sensor.
In order not to cause leakage light,
Convergent sheet beam l 1’, LTwo’, LThree’, LFour’Spacing
And the interval between slits in the slit arrays 63 to 66
It goes without saying that it is set. In this case, the convergence sheet
Shaped beam l1’, LTwo’, LThree’, LFour
In the case where the detection resolution is reduced by the
Such a scanning method may be employed.

【0089】図14は図8におけるTDIセンサ67〜
70の受信部の配列関係を摸式的に示す図であって、6
1〜684はTDIセンサ68の図13で説明したよう
な受光部、691〜694は同じくTDIセンサ69の受
光部、701〜704は同じくTDIセンサ70の受光部
であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて
いる。
FIG. 14 shows the TDI sensors 67 to 67 in FIG.
FIG. 7 is a diagram schematically showing an arrangement relationship of 70 receiving units;
8 1-68 4 light receiving unit as described in Figure 13 of the TDI sensor 68, 69 1 to 69 4 is also the light receiving portion of the TDI sensor 69, 70 1 to 70 4 is also the light receiving portion of the TDI sensor 70, Parts corresponding to the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals.

【0090】同図において、TDIセンサ67の受光部
671,TDIセンサ68の受光部681,TDIセンサ6
9の受光部691 及びTDIセンサ70の受光部701
は夫々、検出対象物11からの反射シート状ビーム群の
うちの同じ収束シート状ビーム(ここでは、収束シート
状ビームl1'とする(図9))に対する検出シート状ビ
ームを受光し、TDIセンサ67の受光部672,TD
Iセンサ68の受光部682,TDIセンサ69の受光
部692及びTDIセンサ70の受光部702 は夫々、
検出対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同
じ収束シート状ビームl2’に対する検出シート状ビー
ムを受光し、TDIセンサ67の受光部673,TDI
センサ68の受光部683,TDIセンサ69の受光部
693及びTDIセンサ70の受光部703は夫々、検出
対象物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収
束シート状ビームl3’に対する検出シート状ビームを
受光し、TDIセンサ67の受光部674,TDIセン
サ68の受光部684,TDIセンサ69の受光部694
及びTDIセンサ70の受光部704は夫々、検出対象
物11からの反射シート状ビーム群のうちの同じ収束シ
ート状ビームl4’に対する検出シート状ビームを受光
する。
In the figure, the light receiving section 67 1 of the TDI sensor 67, the light receiving section 68 1 of the TDI sensor 68, and the TDI sensor 6
9 light receiving portion 70 1 of the light receiving portion 69 1 and the TDI sensor 70
Respectively receive a detection sheet-like beam corresponding to the same convergent sheet-like beam (here, a convergent sheet-like beam l 1 ′ (FIG. 9)) of the reflection sheet-like beam group from the detection target 11, and TDI Light receiving section 67 2 of sensor 67, TD
The light receiving portion 68 2 of the I sensor 68, the light receiving portion 69 2 of the TDI sensor 69, and the light receiving portion 70 2 of the TDI sensor 70 are respectively
A detection sheet-like beam corresponding to the same convergent sheet-like beam l 2 ′ of the reflection sheet-like beam group from the detection target 11 is received, and the light receiving sections 67 3 and TDI of the TDI sensor 67 receive light.
Receiving portion 68 of the sensor 68 3, TDI receiving portion 70 3 of the light receiving portion 69 3 and the TDI sensor 70 of the sensor 69 are each, the same converging sheet beam l 3 of the reflecting sheet beams from the detection object 11 ' , The light receiving section 67 4 of the TDI sensor 67, the light receiving section 68 4 of the TDI sensor 68, and the light receiving section 69 4 of the TDI sensor 69.
And the light receiving portion 70 4 of the TDI sensor 70 respectively, for receiving the detection sheet beam for the same converging sheet beam l 4 'of the reflecting sheet beams from the detection object 11.

【0091】そこで、高さ算出器50は、先の第1の実
施形態と同様に、TDIセンサ67〜70での同じ収束
シート状ビームに対する検出シート状ビームを受光する
受光部の検出出力を処理することにより、検出対象物1
1でのこの収束シート状ビームが照射される検出点の高
さを算出する。例えば、図15では、図9での収束シー
ト状ビームl1’が照射される検出点の高さを求める方
法を示すものであって、横軸をセンサ位置(即ち、受光
部671,681,691,701 の位置)とし、縦軸を
センサ出力(即ち、受光部671,681,691,701
の検出出力)としてこれら受光部671,681,6
1,701 の検出出力をプロットし、これらプロット
点を、例えば、ガウス函数によって補間すると、破線で
示す特性が得られ、そのピークを採るセンサ位置が収束
シート状ビームl1’が照射される検出点の高さに相当
することになる。このような処理を高さ算出器50で行
なう。他の収束シート状ビームに対する検出シート状ビ
ームを受光する受光部についても、高さ算出器50で同
様の演算処理を行なうことにより、他の収束シート状ビ
ームl2’〜l4’が照射される夫々の検出点の高さを求
めることができる。
Therefore, the height calculator 50 processes the detection output of the light receiving unit for receiving the detection sheet beam corresponding to the same convergent sheet beam in the TDI sensors 67 to 70, as in the first embodiment. By doing so, the detection target 1
The height of the detection point at which the convergent sheet beam is irradiated in step 1 is calculated. For example, FIG. 15 shows a method for obtaining the height of the detection point irradiated with the convergent sheet beam l 1 ′ in FIG. 9, and the horizontal axis represents the sensor position (that is, the light receiving units 67 1 , 68). 1 , 69 1 , 70 1 ), and the vertical axis represents the sensor output (ie, the light receiving sections 67 1 , 68 1 , 69 1 , 70 1).
Of the light receiving sections 67 1 , 68 1 , 6
When the detected outputs of 9 1 and 70 1 are plotted and these plot points are interpolated by, for example, a Gaussian function, the characteristic shown by the broken line is obtained, and the sensor position taking the peak is irradiated with the convergent sheet beam l 1 ′. This corresponds to the height of the detection point. Such processing is performed by the height calculator 50. The same calculation process is performed by the height calculator 50 for the light receiving unit that receives the detection sheet beam for the other convergent sheet beam, so that the other convergent sheet beams l 2 ′ to l 4 ′ are irradiated. The height of each detection point can be determined.

【0092】この第2の実施形態においても、検出対象
物11に照射する収束シート状ビームを4個以外の複数
個とすることができ、TDIセンサも上記4個以外の複
数個使用することができる。但し、夫々のTDIセンサ
は、使用する収束シート状ビームと同数の受光部を有す
ることはいうまでもない。また、各TDIセンサの受光
部でのセル数は、図13に示した3個以外の複数個とし
てもよく、検出対象物11でのその移動方向(Y軸方
向)での検出解像度などを考慮して決めることができ
る。
Also in the second embodiment, the number of convergent sheet beams irradiating the detection target 11 can be plural other than four, and the number of TDI sensors other than the above four can be plural. it can. However, it goes without saying that each TDI sensor has the same number of light receiving sections as the number of convergent sheet beams used. Further, the number of cells in the light receiving section of each TDI sensor may be a plurality other than the three shown in FIG. 13, and the detection resolution in the moving direction (Y-axis direction) of the detection target 11 is taken into consideration. You can decide.

【0093】以上のようにして、この実施形態において
も、検出対象物11の複数の検出点の高さを同時に精度
良く検出することができ、検出速度の高速化が図れる。
As described above, also in this embodiment, the heights of a plurality of detection points of the detection target 11 can be simultaneously detected with high accuracy, and the detection speed can be increased.

【0094】なお、この第2の実施形態においても、ス
リットアレイ63〜66での漏れ光やTDIセンサ67
〜70での漏れ光を防止するために、上記の式(2),
(3)で示す条件を満足しなければならない。
Incidentally, also in the second embodiment, the leakage light from the slit arrays 63 to 66 and the TDI sensor 67
In order to prevent the light leakage at ~ 70, the above equation (2),
The condition shown in (3) must be satisfied.

【0095】また、例えば、TDIセンサ30〜33の
各受光部の受光面を夫々スリットアレイ26〜29の位
置に(即ち、これら受光部の受光面が、TDIセンサ3
0〜33毎に検出対象物11と異なる共役の位置関係と
なるように)配置し、かつ、図16に示すように、TD
Iセンサ30〜33において、各受光部の幅(受光部の
配列方向の幅)をスリットアレイ26〜29でのスリッ
トの幅と同等として、これら受光部間に斜線でハッチン
グして示す非受光部Eを設けるようにしてもよく、これ
により、各受光面がスリットアレイ26〜29のスリッ
トにも兼用されて、これらスリットアレイ26〜29を
省くことができる。この場合、漏れ光を防止するため
に、各受光部での受光面について、上記式(2)を満足
することが必要である。但し、この式(2)において
は、受光部の幅(即ち、受光部の開口径)がqP 、同じ
くピッチがPとなる。上記式(3)は関係ない。
Further, for example, the light receiving surfaces of the respective light receiving portions of the TDI sensors 30 to 33 are respectively located at the positions of the slit arrays 26 to 29 (that is, the light receiving surfaces of these light receiving portions are the TDI sensor 3).
16 so as to have a different conjugate positional relationship with the detection target object 11 for each of 0 to 33), and as shown in FIG.
In the I sensors 30 to 33, the width of each light receiving portion (width in the arrangement direction of the light receiving portions) is equal to the width of the slits in the slit arrays 26 to 29, and the non-light receiving portions shown by hatching between these light receiving portions. E may be provided, whereby each light receiving surface is also used as a slit of the slit arrays 26 to 29, so that these slit arrays 26 to 29 can be omitted. In this case, in order to prevent light leakage, it is necessary for the light receiving surface of each light receiving unit to satisfy the above expression (2). However, in the equation (2), the width of the light receiving unit (that is, the opening diameter of the light receiving unit) is q P , and the pitch is also P. Equation (3) above does not matter.

【0096】図17は本発明によるパターン検査装置並
びにその方法の一実施形態を示す構成図であって、72
は検出対象物、73は高さデータメモリ、74は欠陥認
識用コンピュータ、75はパターン設計位置データであ
り、図8に対応する部分には同一符号を付けて重複する
説明を省略する。
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment of a pattern inspection apparatus and method according to the present invention.
Is an object to be detected, 73 is a height data memory, 74 is a computer for defect recognition, and 75 is pattern design position data. Parts corresponding to those in FIG.

【0097】この実施形態は、ここでは、図8〜図16
で説明した高さ形状検出装置を用いて検査対象物のパタ
ーンの欠陥を検査するものであるが、勿論、図1〜図7
で説明した高さ形状検出装置を用いることができる。
In this embodiment, FIGS.
The defect of the pattern of the inspection object is inspected by using the height shape detection device described in FIG.
Can be used.

【0098】また、かかる検査対象物としては、例え
ば、セラミック基板に用いるグリーンシートに形成され
た金属微粒子の配線パターンである。この配線パターン
の厚み方向の欠陥には、例えば、かすれ,ピンホール
(高さ不足系),突起(高さ過剰系)などがある。勿
論、検査対象としては、これのみに限られるものではな
く、プリント板に形成された銅配線パターンにおける厚
み方向欠陥やプリント配線板のはんだ付け部の検査など
への適用も可能である。
The inspection object is, for example, a wiring pattern of metal fine particles formed on a green sheet used for a ceramic substrate. Defects in the thickness direction of the wiring pattern include, for example, blurring, pinholes (insufficient height), and protrusions (excessive height). Of course, the object to be inspected is not limited to this, and the present invention can also be applied to inspection of a thickness direction defect in a copper wiring pattern formed on a printed board, a soldered portion of the printed wiring board, and the like.

【0099】図17において、上記のような検査対象物
72は、XYステージ12にワークホルダ13を介して
固定される。図8〜図16で説明したようにして高さ算
出器50によって算出した検査対象物72の検査領域の
高さデータは、順次高さデータメモリ73に格納され
る。欠陥認識用コンピュータ74は、制御用コンピュー
タ51による制御のもとに、高さデータメモリ73に格
納された高さデータとパターン設計位置データ75を読
み出し、これらデータに基づいて検査対象物72である
グリーンシートでの配線パターンの欠陥判定処理を行な
う。その検査結果は図示しない表示装置に表示され、ユ
ーザはこれをみて欠陥の有無やその原因を知ることがで
きる。
In FIG. 17, the inspection object 72 as described above is fixed to the XY stage 12 via the work holder 13. The height data of the inspection area of the inspection object 72 calculated by the height calculator 50 as described with reference to FIGS. 8 to 16 is sequentially stored in the height data memory 73. The defect recognition computer 74 reads the height data and the pattern design position data 75 stored in the height data memory 73 under the control of the control computer 51, and based on these data, the inspection object 72. Defect determination processing of the wiring pattern on the green sheet is performed. The inspection result is displayed on a display device (not shown), and the user can know the presence or absence of the defect and its cause by viewing the result.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出器としてラインセンサを使用して、検出対象物の検
出点を複数同時に検出するものであるから、死角をなく
し、高い検出精度でかつ高い検出速度で立体形状の検出
を行なうことができる。
As described above, according to the present invention,
Since a plurality of detection points of an object to be detected are simultaneously detected using a line sensor as a detector, a three-dimensional shape can be detected with high detection accuracy and high detection speed by eliminating blind spots.

【0101】本発明によれば、検出器としてTDIセン
サを使用して、検出対象物の検出点を複数同時に検出す
るものであるから、さらに、検出感度を高めることが可
能となり、また、照明系における集光効率の低下を補う
ことができる。
According to the present invention, a plurality of detection points of an object to be detected are simultaneously detected by using a TDI sensor as a detector, so that the detection sensitivity can be further improved and the illumination system can be improved. Can be compensated for the decrease in light-collecting efficiency at

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による立体形状検出装置及びその方法の
第1の実施形態を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a three-dimensional shape detection device and method according to the present invention.

【図2】図1における検出系の1チャンネルと照明系と
を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing one channel of a detection system and an illumination system in FIG. 1;

【図3】図1におけるラインセンサのセルの配列関係を
摸式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an arrangement relationship of cells of the line sensor in FIG. 1;

【図4】図1における高さ算出器による高さ算出方法の
一具体例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a height calculating method by a height calculator in FIG. 1;

【図5】図1に示す第1の実施形態での検査対象物に対
する収束ビームによる走査方法を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of scanning the inspection object using a convergent beam in the first embodiment illustrated in FIG. 1;

【図6】図1での検出対象物の高さが変化した場合のラ
インセンサでの検出ビームのようすを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of a detection beam in a line sensor when the height of a detection target in FIG. 1 changes.

【図7】図1での検出対象物での高さが異なる部分に照
射された2つの隣接する収束ビームに対する検出ビーム
のピンホールアレイでの様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in a pinhole array of detection beams with respect to two adjacent convergent beams applied to portions having different heights on the detection target in FIG. 1;

【図8】本発明による立体形状検出装置及びその方法の
第2の実施形態を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of a three-dimensional shape detection device and method according to the present invention.

【図9】図8における検出系の1チャンネルと照明系と
を示す構成図である。
9 is a configuration diagram showing one channel of a detection system and an illumination system in FIG. 8;

【図10】図9における液晶スリットの一具体例を説明
する図である。
10 is a diagram illustrating a specific example of a liquid crystal slit in FIG.

【図11】図9での検出系の要部を1チャンネルについ
て示す図である。
11 is a diagram showing a main part of the detection system in FIG. 9 for one channel.

【図12】図9でのスリットアレイの作用を説明するた
めの図である。
FIG. 12 is a view for explaining the operation of the slit array in FIG. 9;

【図13】図9でのTDIセンサの動作を説明するため
の図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the TDI sensor in FIG. 9;

【図14】図8におけるTDIセンサの受光部の配列関
係の一具体例を摸式的に示す図である。
FIG. 14 is a diagram schematically showing a specific example of an arrangement relationship of light receiving units of the TDI sensor in FIG. 8;

【図15】図8における高さ算出器による高さ算出方法
の一具体例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a specific example of a height calculation method by the height calculator in FIG. 8;

【図16】図8におけるTDIセンサの受光部の配列関
係の他の具体例を摸式的に示す図である。
FIG. 16 is a diagram schematically showing another specific example of the arrangement relationship of the light receiving units of the TDI sensor in FIG. 8;

【図17】本発明によるパターン検査装置の一実施形態
を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing an embodiment of a pattern inspection apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 ビームエキスパンダ 3 シリンドリカルレンズ 4 マイクロレンズアレイ 5 ピンホールアレイ 6 コリメートレンズ 7 偏光ビームスプリッタ 8 絞り 9 1/4波長板 10 対物レンズ 11 検出対象物 12 XYステージ 13 ワークホルダ 14,15 中継レンズ 16〜18 ビームスプリッタ 19〜21 ミラー 22〜25 結像レンズ 26〜29 ピンホールアレイ 261〜264 ピンホール 30〜33 ラインセンサ 301〜334 セル(受光素子) 34〜37 アンプ 38〜41 A/D変換器 42〜45 シェーデイング補正回路 46〜49 画像メモリ 50 高さ算出回路 51 制御用コンピュータ 52 ステージコントロール基板 53 ドライバ 54 カメラコントロール基板 55 光学系 56 照明光源 57 集光レンズ 58 ピンホール 59 照射レンズ 60 液晶アレイ 61 ビームスプリッタ 62 開口 63〜66 スリットアレイ 67〜70 TDIセンサ 671〜704 受光部 71 液晶ドライバ 72 検査対象物 73 高さデータメモリ 74 欠陥認識用コンピュータ 75 パターン設計位置データDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Beam expander 3 Cylindrical lens 4 Micro lens array 5 Pinhole array 6 Collimating lens 7 Polarization beam splitter 8 Aperture 9 1/4 wavelength plate 10 Objective lens 11 Detected object 12 XY stage 13 Work holder 14, 15 Relay lens 16-18 beamsplitter 19 to 21 mirror 22-25 forming lens 26-29 pinhole array 26 1-26 4 pinhole 30 to 33 the line sensor 30 to 333 4 cells (light receiving element) 34 to 37 amp. 38 41 A / D converter 42-45 Shading correction circuit 46-49 Image memory 50 Height calculation circuit 51 Control computer 52 Stage control board 53 Driver 54 Camera control board 55 Optical system 56 Illumination light source 57 Condenser 58 58 Pinhole 59 Irradiation lens 60 Liquid crystal array 61 Beam splitter 62 Opening 63 to 66 Slit array 67 to 70 TDI sensor 67 1 to 704 4 Light receiving unit 71 Liquid crystal driver 72 Inspection object 73 Height data memory 74 Defect recognition computer 75 Pattern design position data

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA24 AA53 BB02 BB05 CC01 DD00 DD05 DD06 EE00 FF01 FF10 FF42 FF49 GG04 HH04 HH05 HH08 HH13 JJ01 JJ05 JJ09 JJ25 LL04 LL08 LL09 LL10 LL12 LL28 LL30 LL36 LL37 LL46 LL59 MM03 NN11 NN20 PP12 QQ03 QQ24 QQ28 QQ29 QQ32 Continued on front page F-term (reference) 2F065 AA24 AA53 BB02 BB05 CC01 DD00 DD05 DD06 EE00 FF01 FF10 FF42 FF49 GG04 HH04 HH05 HH08 HH13 JJ01 JJ05 JJ09 JJ25 LL04 LL08 LL09 LL10 LL12 LL12 LL12 LL12 LL12 LL12 LL12 LL28 QQ29 QQ32

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線状かつ離散的に配列されたn個(但
し、nは2以上の整数)の点状スポットの収束ビームを
検出対象物に照射する照明手段と、 該収束ビームの該検出対象物からのn個の反射ビームか
らなる反射ビーム群をm個(但し、mは2以上の整数)
の反射ビーム群に等分割する光学手段と、 該光学手段で分割された該反射ビーム群毎に設けられ、
該反射ビーム群のn個の反射ビームを検出ビームとして
結像させるm個の結像レンズと、 該結像レンズ毎に設けられ、該結像レンズで結像される
n個の該検出ビームを別々に受光するn個のセルを備え
たm個のラインセンサと、 m個の該ラインセンサの該セル毎の検出出力を処理し、
該検出対象物での該収束ビームが照射されるn個の照射
点の高さを同時に算出する高さ算出手段とを有してお
り、 m個の該ラインセンサと共役となる該検出対象物の位置
が該ラインセンサ毎に異なるように、該ラインセンサ夫
々が配置され、 該高さ算出手段は、m個の該ラインセンサでの、該検出
対象物からの同じ該反射ビームから該光学手段によって
分割された夫々の検出ビームを受光するセルの受光量を
処理することにより、該検出対象物での該収束ビームの
照射点の高さを算出することを特徴とする立体形状検出
装置。
An illumination means for irradiating a detection object with a convergent beam of n spots (where n is an integer of 2 or more) linearly and discretely arranged, and detecting the convergent beam. M reflected beam groups consisting of n reflected beams from the object (where m is an integer of 2 or more)
Optical means for equally dividing the reflected beam group into a plurality of reflected beam groups, provided for each of the reflected beam groups divided by the optical means;
M imaging lenses that form an image of the n reflected beams of the reflected beam group as detection beams; and n detection beams provided for each of the imaging lenses and formed by the imaging lens. Processing m line sensors with n cells that receive light separately, and processing the detection output of each of the m line sensors;
Height calculating means for simultaneously calculating the heights of the n irradiation points on which the convergent beam is irradiated on the detection target, wherein the detection target is conjugate with the m line sensors Are arranged so that the position of each line sensor is different for each of the line sensors. The height calculating means calculates the optical means from the same reflected beam from the detection object at the m line sensors. A three-dimensional shape detecting apparatus for calculating a height of an irradiation point of the convergent beam on the detection target object by processing a light receiving amount of a cell that receives each detection beam divided by the detection beam.
【請求項2】 検出対象物の移動方向を長手方向とし該
検出対象物の移動方向に対して直交する方向に配列され
たn個(但し、nは2以上の整数)のスポット形状をシ
ート状とする収束シート状ビームを該検出対象物に照射
する照明手段と、 該収束シート状ビームが照射される該検出対象物のn個
の検出点からの反射シート状ビームを反射シート状ビー
ム群として、該反射シート状ビームの長手方向に開口数
が小さく、かつ該反射シート状ビームの幅方向に開口数
が大きい開口を有し、該反射ビーム群を該開口を通過さ
せる開口絞りと、 該開口絞りの開口を通過した該反射シート状ビーム群を
m個(但し、mは2以上の整数)に等分割して、m個の
反射シート状ビーム群を形成する光学手段と、 該光学手段で分割されたm個の該反射シート状ビーム群
毎に設けられ、該反射シート状ビーム群のn個の該反射
シート状ビームを検出シート状ビームとして結像させる
m個の結像レンズと、 該結像レンズ毎に設けられ、該結像レンズで結像される
n個の該検出シート状ビームを別々に受光するn個の受
光部を備えたm個のTDIセンサと、 m個の該TDIセンサの該受光部毎の検出出力を処理
し、該検出対象物での該収束シート状ビームが照射され
るn個の照射点の高さを同時に算出する高さ算出手段と
を有しており、 m個の該TDIセンサは、これと共役となる該検出対象
物の位置を互いに異にし、 該TDIセンサの各受光部はk個(但し、kは2以上の
整数)のセルを有し、該受光部のセルに同じ該検出シー
ト状ビームが入射され、該セル間で順次受光情報が転送
されることにより、該検出対象物の同一検出点からの反
射光量が積算されるものであって、 該高さ算出手段は、m個の該TDIセンサでの、該検出
対象物からの同じ該反射シート状ビームから該光学手段
によって分割された夫々の検出シート状ビームを受光す
る該受光部の受光量を処理することにより、該検出対象
物での該収束シート状ビームの照射点の高さを算出する
ことを特徴とする立体形状検出装置。
2. A sheet-like n-shaped (where n is an integer of 2 or more) spot shape arrayed in a direction perpendicular to the direction of movement of the detection object, with the movement direction of the detection object being a longitudinal direction. Illuminating means for irradiating the detection object with the convergent sheet beam; and reflecting sheet beams from n detection points of the detection object irradiated with the convergent sheet beam as a reflection sheet beam group An aperture stop having a small numerical aperture in the longitudinal direction of the reflective sheet-like beam and having a large numerical aperture in the width direction of the reflective sheet-like beam, and allowing the reflected beam group to pass through the aperture; An optical unit that divides the reflection sheet-like beam group that has passed through the aperture of the stop into m pieces (where m is an integer of 2 or more) to form m reflection sheet-like beam groups; M divided reflective sheets M imaging lenses provided for each beam group, for imaging the n reflection sheet beams of the reflection sheet beam group as detection sheet beams, and m imaging lenses provided for each imaging lens. M TDI sensors provided with n light receiving units for separately receiving the n detection sheet beams formed by the image lens, and detecting outputs of the m TDI sensors for each of the light receiving units And height calculating means for calculating simultaneously the heights of the n irradiation points on which the convergent sheet-shaped beam is irradiated on the detection object, and the m TDI sensors The light receiving sections of the TDI sensor have k (where k is an integer of 2 or more) cells, and the same detection is performed as the cells of the light receiving sections. A sheet-like beam is incident, and the received light information is sequentially transferred between the cells. The amount of reflected light from the same detection point of the detection target is integrated, and the height calculation means calculates the same reflection sheet-like beam from the detection target by m m TDI sensors. Calculating the height of the irradiation point of the convergent sheet-like beam on the detection target by processing the amount of light received by the light-receiving unit that receives the respective detection sheet-like beams divided by the optical unit. A three-dimensional shape detection device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 直線状かつ離散的に配列されたn個(但
し、nは2以上の整数)の点状スポットの収束ビームを
検出対象物に照射して得られるn個の反射ビームからな
る反射ビーム群を等分割して、夫々n個の検出ビームか
らなるm個(但し、mは2以上の整数)の検出ビーム群
とし、 該検出ビーム群毎に設けられたラインセンサに該当する
該検出ビーム群を集光して受光させ、 m個の該ラインセンサは、n個のセルを有して、共役と
なる該検出対象物の位置を互いに異し、 m個の該ラインセンサでの同じ該反射ビームから分割さ
れた検出ビームを受光する1つずつの該セルの検出出力
をまとめて処理して、該反射ビームが得られる該検出対
象物の該収束ビームの照射点の高さを算出することによ
り、該検出対象物でのn個の該収束ビームの照射点の高
さを同時に検出するようにしたことを特徴とする立体形
状検出方法。
3. A system comprising n reflected beams obtained by irradiating a convergent beam of n spot-like spots (where n is an integer of 2 or more) linearly and discretely arranged on a detection target. The reflected beam group is equally divided into m (here, m is an integer of 2 or more) detection beam groups each including n detection beams, and the detection beam group corresponding to the line sensor provided for each detection beam group is obtained. The detection beam group is collected and received, and the m line sensors have n cells, and the positions of the conjugated detection target are different from each other. The detection output of each of the cells receiving the detection beam divided from the same reflection beam is collectively processed, and the height of the irradiation point of the convergent beam of the detection object from which the reflection beam is obtained is determined. By calculation, the n convergent beams of the object to be detected are calculated. A three-dimensional shape detection method, wherein a height of an irradiation point is detected at the same time.
【請求項4】 検出対象物の移動方向を長手方向とし該
検出対象物の移動方向に対して直交する方向に配列され
たn個(但し、nは2以上の整数)のスポット形状がシー
ト状の収束シート状ビームを該検出対象物に照射して、
該収束シート状ビームが照射される該検出対象物のn個
の検出点夫々からのスポット形状がシート状の反射シー
ト状ビームからなる反射シート状ビーム群を、該反射シ
ート状ビームのスポットの長手方向に対して幅方向の開
口数が大きい開口を通過させ、 該開口を通過した該反射シート状ビーム群をm個(但
し、mは2以上の整数)に等分割して、夫々がn個の検
出シート状ビームからなるm個の検出ビーム群とし、 m個の該検出シート状ビーム群毎に設けられたTDIセ
ンサに該当する該検出シート状ビーム群を集光して受光
させ、 m個の該TDIセンサは夫々、該当する同じ検出シート
状ビーム群のn個の検出シート状ビームを別々に受光す
るn個の受光部を有して、共役となる該検出対象物の位
置を互いに異にし、 該受光部は夫々、k個(但し、kは2以上の整数)のセ
ルを有し、k個の該セルに同じ該検出シート状ビームが
入射されて、該セル間で順次受光情報が転送されること
により、該検出対象物の同一検出点からの反射シート状
ビームによる受光量が積算され、 m個の該TDIセンサでの同じ該反射シート状ビームか
ら分割された検出シート状ビームを受光する1つずつの
該セルの検出出力を処理して、該検出対象物の該検出点
の高さを算出することにより、該検出対象物での該収束
シート状ビームが照射されるn個の検出点の高さを同時
に検出するようにしたことを特徴とする立体形状検出方
法。
4. A spot-shaped n-shaped spot (where n is an integer of 2 or more) arranged in a direction perpendicular to the direction of movement of the detection object, with the movement direction of the detection object being a longitudinal direction. Irradiating the object to be detected with a convergent sheet beam of
The convergent sheet-like beam is irradiated with a reflection sheet-like beam group consisting of a sheet-like reflection sheet-like beam having a spot shape from each of the n detection points of the detection object. Passing through an opening having a large numerical aperture in the width direction with respect to the direction, dividing the reflection sheet-like beam group having passed through the opening into m pieces (where m is an integer of 2 or more), and n pieces each. M detection beam groups composed of the detection sheet beams of the above, and the detection sheet beam groups corresponding to the TDI sensors provided for each of the m detection sheet beam groups are condensed and received. Each of the TDI sensors has n light receiving sections for separately receiving the n detection sheet beams of the same corresponding detection sheet beam group, and the positions of the conjugated detection target objects are different from each other. The light receiving units are respectively By having k (where k is an integer of 2 or more) cells, the same detection sheet-like beam is incident on the k cells, and the received light information is sequentially transferred between the cells. The amount of light received by the reflective sheet-like beam from the same detection point of the detection target is integrated, and each of the m-type TDI sensors receives the detection sheet-like beam divided from the same reflective sheet-like beam. By processing the detection output of the cell and calculating the height of the detection point of the detection target, the height of the n detection points irradiated with the convergent sheet beam on the detection target is calculated. A three-dimensional shape detection method, wherein the three-dimensional shape is detected simultaneously.
【請求項5】 請求項1または2に記載の立体形状検出
装置を用いたパターン検査装置であって、 前記検出対象物の表面にパターンが形成されており、 前記高さ算出手段で得られた前記検出対象物の表面の高
さ情報に基づいて、該パターンの欠陥を検出する欠陥検
出手段を備えることを特徴とするパターン検査装置。
5. A pattern inspection apparatus using the three-dimensional shape detection device according to claim 1, wherein a pattern is formed on a surface of the detection target, and the pattern is obtained by the height calculation unit. A pattern inspection apparatus comprising: a defect detection unit configured to detect a defect of the pattern based on height information of a surface of the detection target.
【請求項6】 請求項3または4に記載の立体形状検出
方法を用いたパターン検査方法であって、 前記検出対象物の表面にパターンが形成されており、 算出された前記検出対象物の表面の高さ情報に基づい
て、該パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段を備える
ことを特徴とするパターン検査方法。
6. A pattern inspection method using the three-dimensional shape detection method according to claim 3, wherein a pattern is formed on a surface of the detection target, and the calculated surface of the detection target is calculated. A pattern detecting method for detecting a defect of the pattern based on height information of the pattern.
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