JP2002311332A - 検査用顕微鏡およびそのための対物レンズ - Google Patents
検査用顕微鏡およびそのための対物レンズInfo
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- G02B21/0016—Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オートフォーカス装置を備える検査用顕微鏡
を提供すること、および長時間安定した光学的特性を有
する対物レンズを提供することである。 【解決手段】 第２の波長は４００ｎｍより大であり、
対物レンズ（１１）は光学的補正を有し、該光学的補正
は、軸方向色収差を第１と第２の波長を基準にして除去
し、前記レンズは接合剤なしで組み立てられており、少
なくとも２つのレンズ間には空隙が形成されている。
を提供すること、および長時間安定した光学的特性を有
する対物レンズを提供することである。 【解決手段】 第２の波長は４００ｎｍより大であり、
対物レンズ（１１）は光学的補正を有し、該光学的補正
は、軸方向色収差を第１と第２の波長を基準にして除去
し、前記レンズは接合剤なしで組み立てられており、少
なくとも２つのレンズ間には空隙が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に検査用の顕微鏡
と、そのための対物レンズに関する。本発明は、請求項
１の上位概念（前置部）による検査用顕微鏡に関する。
即ち、本発明の第１の局面は、４００ｎｍ未満の第１の
波長の光を、被検対象物を照明するために放射する光源
と、複数のレンズから統合して構成され、開口数と焦点
距離を有する対物レンズと、鏡筒光学系と、第２の波長
の光を対象物に向けるオートフォーカス装置とを有する
検査用顕微鏡に関する。
と、そのための対物レンズに関する。本発明は、請求項
１の上位概念（前置部）による検査用顕微鏡に関する。
即ち、本発明の第１の局面は、４００ｎｍ未満の第１の
波長の光を、被検対象物を照明するために放射する光源
と、複数のレンズから統合して構成され、開口数と焦点
距離を有する対物レンズと、鏡筒光学系と、第２の波長
の光を対象物に向けるオートフォーカス装置とを有する
検査用顕微鏡に関する。
【０００２】さらに本発明の第２の局面は、請求項７の
上位概念の構成を有する対物レンズに関する。即ち、本
発明の第２の局面は、４００ｎｍ未満の第１の波長の光
と、４００ｎｍより大の第２の波長の光とを透過し、複
数のレンズから統合して構成されており、開口数および
倍率を有する対物レンズに関する。
上位概念の構成を有する対物レンズに関する。即ち、本
発明の第２の局面は、４００ｎｍ未満の第１の波長の光
と、４００ｎｍより大の第２の波長の光とを透過し、複
数のレンズから統合して構成されており、開口数および
倍率を有する対物レンズに関する。
【０００３】
【従来の技術及び問題点】半導体工業では、顕微鏡特に
検査用顕微鏡がウェハ、マスク、および半導体構成素子
の検査および調査のために、種々の生成フェーズにおい
て使用される。検査用顕微鏡は通常、ほぼ自動化されて
いる。これにはとりわけ、検査すべき構成素子およびウ
ェハに対する自動搬送システムおよび自動処理システ
ム、並びにオートフォーカシング手段が属する。
検査用顕微鏡がウェハ、マスク、および半導体構成素子
の検査および調査のために、種々の生成フェーズにおい
て使用される。検査用顕微鏡は通常、ほぼ自動化されて
いる。これにはとりわけ、検査すべき構成素子およびウ
ェハに対する自動搬送システムおよび自動処理システ
ム、並びにオートフォーカシング手段が属する。
【０００４】検査用顕微鏡は例えばドイツ特許願ＤＥ３
９１７２６０「ウェハ検査装置（Waferinspektionseinr
ichtung）」およびＤＥ１９７４２８０２Ｃ１「ウェハ
検査用顕微鏡のための顕微鏡台架（Mikroskopstativ fu
er Waferinspektionsmikroskop）」に記載されている。
９１７２６０「ウェハ検査装置（Waferinspektionseinr
ichtung）」およびＤＥ１９７４２８０２Ｃ１「ウェハ
検査用顕微鏡のための顕微鏡台架（Mikroskopstativ fu
er Waferinspektionsmikroskop）」に記載されている。
【０００５】顕微鏡の光学的分解能は照明光の波長と、
対物レンズの開口数に依存する。分解すべき構造体が小
さければ小さいほど、照明光の波長を短く選択しなけれ
ばならない。なぜなら対物レンズの開口数を任意に上昇
することはできないからである。乾燥対象物の場合に
は、最大で０．９から０．９５の開口数を達成すること
ができる。高集積回路用のウェハの構造サイズは紫外線
の使用を要求する。現在のところ、２４８ｎｍから３６
５ｎｍの間の照明波長が通常である。
対物レンズの開口数に依存する。分解すべき構造体が小
さければ小さいほど、照明光の波長を短く選択しなけれ
ばならない。なぜなら対物レンズの開口数を任意に上昇
することはできないからである。乾燥対象物の場合に
は、最大で０．９から０．９５の開口数を達成すること
ができる。高集積回路用のウェハの構造サイズは紫外線
の使用を要求する。現在のところ、２４８ｎｍから３６
５ｎｍの間の照明波長が通常である。
【０００６】標準的対物レンズは光スペクトルの可視領
域で、すなわち４００ｎｍから８００ｎｍのスペクトル
領域で使用される。紫外線による適用に対しては標準的
対物レンズは適さない。なぜなら標準的対物レンズの透
過度が、選択された波長が紫外線領域に入れば入るほど
劇的に減少するからである。
域で、すなわち４００ｎｍから８００ｎｍのスペクトル
領域で使用される。紫外線による適用に対しては標準的
対物レンズは適さない。なぜなら標準的対物レンズの透
過度が、選択された波長が紫外線領域に入れば入るほど
劇的に減少するからである。
【０００７】可視領域でも紫外線領域でも色収差のない
対物レンズが公開番号ＪＰ２００００１０５３４０Ａの
日本特許願に開示されている。この対物レンズは少なく
とも３つのフッ化バリウムを含むガラス種からなる。こ
こでは複数のレンズが複数の群にまとめられており、そ
れらの第１，第２および第４の群が正の屈折率を、第３
の群が負の屈折率を有する。
対物レンズが公開番号ＪＰ２００００１０５３４０Ａの
日本特許願に開示されている。この対物レンズは少なく
とも３つのフッ化バリウムを含むガラス種からなる。こ
こでは複数のレンズが複数の群にまとめられており、そ
れらの第１，第２および第４の群が正の屈折率を、第３
の群が負の屈折率を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】極端に波長の短い紫外
線を照射することにより、標準的対物レンズにも生物学
的対象物にも、これらが本来は紫外線領域に対して作製
されていたにもかかわらず損傷が生じる。標準的対物レ
ンズの場合、この損傷はとりわけガラス内の着色ないし
光変色（fototrop）作用によるものであり、このことは
ガラス構造の化学的変質により透過度が減少する。この
形式の損傷はしばしば可逆的である。紫外線領域に対し
て特別に設計された対物レンズは通常は石英ガラスまた
はフッ化カルシウムから作製される。これらの材料から
なるガラスは紫外線領域で高い透過度を有し、紫外線光
によって変化しない。にもかかわらずこの特殊対物レン
ズでも標準的対物レンズと同じように不可逆的な損傷が
生じ、これが徐々に混濁することによって透過度が減少
し、分解能が悪化することが知見された。この問題点は
これまで完全には理解されていなかった。
線を照射することにより、標準的対物レンズにも生物学
的対象物にも、これらが本来は紫外線領域に対して作製
されていたにもかかわらず損傷が生じる。標準的対物レ
ンズの場合、この損傷はとりわけガラス内の着色ないし
光変色（fototrop）作用によるものであり、このことは
ガラス構造の化学的変質により透過度が減少する。この
形式の損傷はしばしば可逆的である。紫外線領域に対し
て特別に設計された対物レンズは通常は石英ガラスまた
はフッ化カルシウムから作製される。これらの材料から
なるガラスは紫外線領域で高い透過度を有し、紫外線光
によって変化しない。にもかかわらずこの特殊対物レン
ズでも標準的対物レンズと同じように不可逆的な損傷が
生じ、これが徐々に混濁することによって透過度が減少
し、分解能が悪化することが知見された。この問題点は
これまで完全には理解されていなかった。
【０００９】検査用顕微鏡がオートフォーカスシステム
を装備している場合には付加的な問題点が発生する。こ
こではオートフォーカス光が検査用顕微鏡のビーム路に
入力結合（差込入射）され、対物レンズにより合焦され
る。解像度調整は例えば被検構成部材から反射される光
の結像コントラストを四象限分割式フォトダイオードを
用いて検出することにより行われる。検査用顕微鏡は可
視光線でも紫外線でも使用可能でなければならないか
ら、オートフォーカスシステムの光による測定過程の影
響を回避するためにはオートフォーカス光の波長はこれ
らのスペクトル領域内にあってはならない。また半導体
検知器の感度はスペクトルの赤から赤外線領域で最大で
あるから、オートフォーカス光波長をこの領域に選択す
ると有利である。一方、対物レンズの光学的特性は一般
的に波長の異なる光に対しては異なるから、このことは
オートフォーカスシステムの、前記理由によるエラーが
不可分の信号の評価を困難にするという問題がある。
を装備している場合には付加的な問題点が発生する。こ
こではオートフォーカス光が検査用顕微鏡のビーム路に
入力結合（差込入射）され、対物レンズにより合焦され
る。解像度調整は例えば被検構成部材から反射される光
の結像コントラストを四象限分割式フォトダイオードを
用いて検出することにより行われる。検査用顕微鏡は可
視光線でも紫外線でも使用可能でなければならないか
ら、オートフォーカスシステムの光による測定過程の影
響を回避するためにはオートフォーカス光の波長はこれ
らのスペクトル領域内にあってはならない。また半導体
検知器の感度はスペクトルの赤から赤外線領域で最大で
あるから、オートフォーカス光波長をこの領域に選択す
ると有利である。一方、対物レンズの光学的特性は一般
的に波長の異なる光に対しては異なるから、このことは
オートフォーカスシステムの、前記理由によるエラーが
不可分の信号の評価を困難にするという問題がある。
【００１０】本発明の一局面における課題は、上記の問
題点を解決した、オートフォーカス装置を備える検査用
顕微鏡を提供することである。
題点を解決した、オートフォーカス装置を備える検査用
顕微鏡を提供することである。
【００１１】本発明の別の第２局面における課題は、長
時間安定した光学的特性を有する対物レンズを提供する
ことである。
時間安定した光学的特性を有する対物レンズを提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記第１局面の課題は、
請求項１の特徴部分の構成を有する検査用顕微鏡によっ
て解決される。即ち、前記第２の波長は４００ｎｍより
大であり、対物レンズは光学的補正を有し、該光学的補
正は、軸方向色収差を第１と第２の波長に関して除去
し、前記レンズは接合剤なしで組み立てられており、少
なくとも２つのレンズ間には空隙が形成されている、こ
とを特徴とする。
請求項１の特徴部分の構成を有する検査用顕微鏡によっ
て解決される。即ち、前記第２の波長は４００ｎｍより
大であり、対物レンズは光学的補正を有し、該光学的補
正は、軸方向色収差を第１と第２の波長に関して除去
し、前記レンズは接合剤なしで組み立てられており、少
なくとも２つのレンズ間には空隙が形成されている、こ
とを特徴とする。
【００１３】前記第２局面の課題は、請求項７の特徴部
分の構成によって解決される。即ち、光学的補正を有
し、該補正は軸方向色収差を第１と第２の波長に関して
除去し、レンズは接合剤なしで組み立てられている、こ
とを特徴とする。
分の構成によって解決される。即ち、光学的補正を有
し、該補正は軸方向色収差を第１と第２の波長に関して
除去し、レンズは接合剤なしで組み立てられている、こ
とを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】各従属請求項に、夫々発明の実施
の形態を示すが、これらは、併せて、夫々独立した保護
の対象をも構成している。その引照をもって、各従属請
求項の記載事項はここにも記載されているものと見な
す。なお、各請求項に付記した図面参照符号は図示の態
様に発明を限定することを意図しない。本発明の利点
は、本発明の検査用顕微鏡ないし本発明の対物レンズに
よって、検査すべき対象物を紫外線および深紫外線によ
って検査でき、これにより検査用顕微鏡に損傷の発生し
ないことである。さらに汎用オートフォーカス装置を使
用することができ、この装置の光は標準的対物レンズを
使用する場合でも透過される。
の形態を示すが、これらは、併せて、夫々独立した保護
の対象をも構成している。その引照をもって、各従属請
求項の記載事項はここにも記載されているものと見な
す。なお、各請求項に付記した図面参照符号は図示の態
様に発明を限定することを意図しない。本発明の利点
は、本発明の検査用顕微鏡ないし本発明の対物レンズに
よって、検査すべき対象物を紫外線および深紫外線によ
って検査でき、これにより検査用顕微鏡に損傷の発生し
ないことである。さらに汎用オートフォーカス装置を使
用することができ、この装置の光は標準的対物レンズを
使用する場合でも透過される。
【００１５】個々のレンズ間の光学的接合剤の化学的変
化によって、特殊対物レンズでも発生する非可逆的損傷
自体は、紫外線光およびとりわけ深紫外線光の照射によ
り惹起されることが知見された。これまで従来技術から
公知の対物レンズは１つより多い（２以上の）波長に対
して補正されており、相互に接合された（verkittet）
レンズないしレンズ群を有する。本発明はこの問題点を
完全に解消し、さらに、視準化入射の場合には、オート
フォーカスに対して使用される対物レンズと、照明光に
対して使用される対物レンズとがほぼ同じバックフォー
カス（後側焦点距離）となるよう構成され、これにより
オートフォーカス装置が確実に機能するよう構成されて
いる。
化によって、特殊対物レンズでも発生する非可逆的損傷
自体は、紫外線光およびとりわけ深紫外線光の照射によ
り惹起されることが知見された。これまで従来技術から
公知の対物レンズは１つより多い（２以上の）波長に対
して補正されており、相互に接合された（verkittet）
レンズないしレンズ群を有する。本発明はこの問題点を
完全に解消し、さらに、視準化入射の場合には、オート
フォーカスに対して使用される対物レンズと、照明光に
対して使用される対物レンズとがほぼ同じバックフォー
カス（後側焦点距離）となるよう構成され、これにより
オートフォーカス装置が確実に機能するよう構成されて
いる。
【００１６】有利な構成では、光学的合成（組合せ）レ
ンズは第１および第２の波長に対してほぼ透明である。
このレンズは有利には、フッ化カルシウム、または石英
ガラス、またはフッ化バリウム、またはフッ化リチウ
ム、またはフッ化ストロンチウムから作製される。特に
有利な構成では、隣接するレンズはそれぞれフッ化カル
シウムと石英ガラスから作製される。
ンズは第１および第２の波長に対してほぼ透明である。
このレンズは有利には、フッ化カルシウム、または石英
ガラス、またはフッ化バリウム、またはフッ化リチウ
ム、またはフッ化ストロンチウムから作製される。特に
有利な構成では、隣接するレンズはそれぞれフッ化カル
シウムと石英ガラスから作製される。
【００１７】具体的構成では、第１の波長は２４８ｎｍ
であり、第２の波長は９０３ｎｍである。高解像度の適
用に対しては開口数が０．８より大であり、高い倍率を
有する対物レンズを使用するのが特に有利である。この
ことは、動作間隔が０．１５ｍｍより大であるときに対
物レンズの焦点距離が有利には３．５ｍｍ未満であるこ
とを意味する。
であり、第２の波長は９０３ｎｍである。高解像度の適
用に対しては開口数が０．８より大であり、高い倍率を
有する対物レンズを使用するのが特に有利である。この
ことは、動作間隔が０．１５ｍｍより大であるときに対
物レンズの焦点距離が有利には３．５ｍｍ未満であるこ
とを意味する。
【００１８】ぺリクル（Pelliclen）を有するマスクで
は大きな空き動作間隔が重要であるが、このマスクの検
査の際には、空き動作間隔が少なくとも７ｍｍであり、
開口数が少なくとも０．５から０．５５の対物レンズが
特に有利である。
は大きな空き動作間隔が重要であるが、このマスクの検
査の際には、空き動作間隔が少なくとも７ｍｍであり、
開口数が少なくとも０．５から０．５５の対物レンズが
特に有利である。
【００１９】対物レンズの構造サイズの点からは、すべ
ての収差を対物レンズでだけ補正するのではなく、対物
レンズと鏡筒光学系との共働作用により全体補正を達成
すると特に有利である。軸方向色収差は第１と第２の波
長に関してだけ対物レンズで補正すれば良い。なぜな
ら、オートフォーカス装置の光のビーム路は鏡筒光学系
を通らないからである。第２の波長に対する補正は、特
別な場合には画像中央に制限してもよい。
ての収差を対物レンズでだけ補正するのではなく、対物
レンズと鏡筒光学系との共働作用により全体補正を達成
すると特に有利である。軸方向色収差は第１と第２の波
長に関してだけ対物レンズで補正すれば良い。なぜな
ら、オートフォーカス装置の光のビーム路は鏡筒光学系
を通らないからである。第２の波長に対する補正は、特
別な場合には画像中央に制限してもよい。
【００２０】有利には鏡筒光学系は同様に光学的接合剤
を含まず、鏡筒光学系と対物レンズとの共働作用によっ
て対物レンズの軸方向色収差が第１の波長の上下１０ｎ
ｍ未満の領域で補償されるように構成される。さらに鏡
筒光学系を、これと対物レンズとの共働作用によって鏡
筒光学系の横方向色収差が第１の波長の上下１０ｎｍ未
満の領域で補償されるように構成すると有利である。
を含まず、鏡筒光学系と対物レンズとの共働作用によっ
て対物レンズの軸方向色収差が第１の波長の上下１０ｎ
ｍ未満の領域で補償されるように構成される。さらに鏡
筒光学系を、これと対物レンズとの共働作用によって鏡
筒光学系の横方向色収差が第１の波長の上下１０ｎｍ未
満の領域で補償されるように構成すると有利である。
【００２１】
【実施例】図面には本発明が概略的に示されており、以
下図面に基づいて詳細に説明する。
下図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】図１は、本発明の検査用顕微鏡の実施形態
を示す。光源３として水銀ランプ５を用い、この水銀ラ
ンプは２４３から２６６ｎｍの領域の第１の波長の照明
光ビーム７を放射する。照明光ビーム７は部分透過性の
ミラー９によって対物レンズ１１に偏向され、そこで検
査すべき対象物１３にフォーカス（合焦）される。対象
物１３はｘｙファイン（微細）ポジショニングテーブル
１５に配置されており、このｘｙファインポジショニン
グテーブル１５はフォーカシングのために照明光軸に沿
って走行可能であり、電気モータ１７により駆動され
る。対象物から発する検知光１９は対物レンズ１１を介
し、そして部分透過性ミラー１９を通って鏡筒光学系２
１に達し、最後にＴＶカメラ２３に到達する。鏡筒光学
系は複数のレンズから接合剤なしで組み立てられてい
る。ＴＶカメラの画像は図示しないモニタ上でユーザに
表示される。検査用顕微鏡はオートフォーカス装置２５
を有しており、オートフォーカス装置は図示しないレー
ザによって９０３ｎｍの第２の波長のオートフォーカス
光ビーム２７を形成する。このオートフォーカス光ビー
ムは二色ビームスプリッタ２８により照明ビーム路に入
力結合（差込入射）され、対物レンズ１１によりフォー
カスされる。対象物により反射されたオートフォーカス
光は対物レンズ１１を通り、二色ビームスプリッタ２８
を介してオートフォーカス装置に戻り、そこで図示しな
い四分割フォトダイオードに偏向される。この四象限分
割式（４分割）フォトダイオードの電気信号が対象物１
３と対物レンズ１１の焦点面との相対位置を判定するた
めに電子的に評価される。オートフォーカス装置２５は
ファインポジショニングテーブル１５の電気モータを制
御して、検査すべき対象物１３の表面が対物レンズ１１
の焦点面に来るようにする。対物レンズ１１は接合剤な
しで組み立てられたレンズだけを含み、第１と第２の波
長に関して視準化されて光出射する際には同じバックフ
ォーカスを有する。これは開口数が０．９の場合には１
５０倍の倍率である。対物レンズ１１の軸方向色収差は
２３８ｎｍから２５８ｎｍの領域であり、鏡筒光学系２
１での対抗する軸方向色収差により補償される。横方向
色収差も同様である。
を示す。光源３として水銀ランプ５を用い、この水銀ラ
ンプは２４３から２６６ｎｍの領域の第１の波長の照明
光ビーム７を放射する。照明光ビーム７は部分透過性の
ミラー９によって対物レンズ１１に偏向され、そこで検
査すべき対象物１３にフォーカス（合焦）される。対象
物１３はｘｙファイン（微細）ポジショニングテーブル
１５に配置されており、このｘｙファインポジショニン
グテーブル１５はフォーカシングのために照明光軸に沿
って走行可能であり、電気モータ１７により駆動され
る。対象物から発する検知光１９は対物レンズ１１を介
し、そして部分透過性ミラー１９を通って鏡筒光学系２
１に達し、最後にＴＶカメラ２３に到達する。鏡筒光学
系は複数のレンズから接合剤なしで組み立てられてい
る。ＴＶカメラの画像は図示しないモニタ上でユーザに
表示される。検査用顕微鏡はオートフォーカス装置２５
を有しており、オートフォーカス装置は図示しないレー
ザによって９０３ｎｍの第２の波長のオートフォーカス
光ビーム２７を形成する。このオートフォーカス光ビー
ムは二色ビームスプリッタ２８により照明ビーム路に入
力結合（差込入射）され、対物レンズ１１によりフォー
カスされる。対象物により反射されたオートフォーカス
光は対物レンズ１１を通り、二色ビームスプリッタ２８
を介してオートフォーカス装置に戻り、そこで図示しな
い四分割フォトダイオードに偏向される。この四象限分
割式（４分割）フォトダイオードの電気信号が対象物１
３と対物レンズ１１の焦点面との相対位置を判定するた
めに電子的に評価される。オートフォーカス装置２５は
ファインポジショニングテーブル１５の電気モータを制
御して、検査すべき対象物１３の表面が対物レンズ１１
の焦点面に来るようにする。対物レンズ１１は接合剤な
しで組み立てられたレンズだけを含み、第１と第２の波
長に関して視準化されて光出射する際には同じバックフ
ォーカスを有する。これは開口数が０．９の場合には１
５０倍の倍率である。対物レンズ１１の軸方向色収差は
２３８ｎｍから２５８ｎｍの領域であり、鏡筒光学系２
１での対抗する軸方向色収差により補償される。横方向
色収差も同様である。
【００２３】図２は対物レンズ１１の内部構造を示す。
この対物レンズは２１のレンズを含み、これらは参照符
号２９から６９により示されている。対物レンズ１１
は、図９に示した焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と関
連して１５０倍の倍率と、０．９の開口数を有する。レ
ンズ２９〜６９はそれぞれ２つの境界面７１〜１５３を
有し、レンズは石英ガラスまたはフッ化カルシウムから
作製される。レンズ２９〜６９の間には空隙が存在す
る。対物レンズは視準化されてビームが出射される際に
は２４８ｎｍと９０３ｎｍの波長の光に対して、０．４
１８ｍｍの同じバックフォーカスを有する。レンズ２９
〜６９の境界面７１〜１５３の曲率半径、並びに個々の
レンズのガラス種およびそれら相互の間隔は次の表１に
示されている。なおガラス名の欄のQUARZGLASは石英ガ
ラスを、CAF２はフッ化カルシウムCaF2を夫々示す。
（以下の表において同じ）
この対物レンズは２１のレンズを含み、これらは参照符
号２９から６９により示されている。対物レンズ１１
は、図９に示した焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と関
連して１５０倍の倍率と、０．９の開口数を有する。レ
ンズ２９〜６９はそれぞれ２つの境界面７１〜１５３を
有し、レンズは石英ガラスまたはフッ化カルシウムから
作製される。レンズ２９〜６９の間には空隙が存在す
る。対物レンズは視準化されてビームが出射される際に
は２４８ｎｍと９０３ｎｍの波長の光に対して、０．４
１８ｍｍの同じバックフォーカスを有する。レンズ２９
〜６９の境界面７１〜１５３の曲率半径、並びに個々の
レンズのガラス種およびそれら相互の間隔は次の表１に
示されている。なおガラス名の欄のQUARZGLASは石英ガ
ラスを、CAF２はフッ化カルシウムCaF2を夫々示す。
（以下の表において同じ）
【００２４】
【表１】
【００２５】図３は線図に、対物レンズ１１の相対的バ
ックフォーカスを波長λに依存して示す。２４８ｎｍを
中心に数ｎｍの領域では僅かな軸方向色収差の存在する
ことがわかる。この軸方向色収差は１つの軸方向色収差
内に存在する。この軸方向色収差は検査用顕微鏡では有
利には特別に構成された鏡筒光学系によって補償され、
これにより広帯域の光源を収差なしで使用することがで
きる。
ックフォーカスを波長λに依存して示す。２４８ｎｍを
中心に数ｎｍの領域では僅かな軸方向色収差の存在する
ことがわかる。この軸方向色収差は１つの軸方向色収差
内に存在する。この軸方向色収差は検査用顕微鏡では有
利には特別に構成された鏡筒光学系によって補償され、
これにより広帯域の光源を収差なしで使用することがで
きる。
【００２６】図４は、対物レンズ１１の別の実施形態の
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号１５５か
ら１８５の付された１６のレンズを含む。対物レンズ１
１は図９に示された２００ｍｍの焦点距離を有する鏡筒
光学系と関連して６３倍の倍率と、０．５５の開口数を
有する。レンズ１５５〜１８５はそれぞれ２つの境界面
１８７〜２４９を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ
化カルシウムから作製される。レンズ１５５〜１８５の
間には空隙がある。この対物レンズは視準化されてビー
ムが出射される際に、２４８ｎｍと９０３ｎｍの波長の
光に対して同じバックフォーカス７．７ｍｍを有する。
動作間隔は７．０ｍｍである。レンズ１５５〜１８５の
境界面１８７〜２４９の曲率半径、並びに個々のレンズ
のガラス種とそれら相互の間隔は次の表２に示されてい
る。
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号１５５か
ら１８５の付された１６のレンズを含む。対物レンズ１
１は図９に示された２００ｍｍの焦点距離を有する鏡筒
光学系と関連して６３倍の倍率と、０．５５の開口数を
有する。レンズ１５５〜１８５はそれぞれ２つの境界面
１８７〜２４９を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ
化カルシウムから作製される。レンズ１５５〜１８５の
間には空隙がある。この対物レンズは視準化されてビー
ムが出射される際に、２４８ｎｍと９０３ｎｍの波長の
光に対して同じバックフォーカス７．７ｍｍを有する。
動作間隔は７．０ｍｍである。レンズ１５５〜１８５の
境界面１８７〜２４９の曲率半径、並びに個々のレンズ
のガラス種とそれら相互の間隔は次の表２に示されてい
る。
【００２７】
【表２】
【００２８】図５は、対物レンズ１１の別の実施形態の
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号２５１〜
２８３の付された１７のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して１５０倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ２５１〜２８３はそれぞれ２つの境界面２８
５〜３５１を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ２５１〜２８３間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．３６４ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作
間隔は０．２ｍｍである。レンズ２５１〜２８３の境界
面２８５〜３５１の曲率半径、並びに個々のレンズのガ
ラス種とそれら相互間の間隔は次の表３に示されてい
る。
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号２５１〜
２８３の付された１７のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して１５０倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ２５１〜２８３はそれぞれ２つの境界面２８
５〜３５１を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ２５１〜２８３間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．３６４ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作
間隔は０．２ｍｍである。レンズ２５１〜２８３の境界
面２８５〜３５１の曲率半径、並びに個々のレンズのガ
ラス種とそれら相互間の間隔は次の表３に示されてい
る。
【００２９】
【表３】
【００３０】図６は、対物レンズ１１の別の実施形態の
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号３５３〜
３８９の付された１９のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して１５０倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ３５３〜３８９はそれぞれ２つの境界面３９
１〜４６５を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ３５３〜３８９間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．４２ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作間
隔は０．２ｍｍである。レンズ３５３〜３８９の境界面
３９１〜４６５の曲率半径、並びに個々のレンズのガラ
ス種とそれら相互間の間隔は次の表４に示されている。
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号３５３〜
３８９の付された１９のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して１５０倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ３５３〜３８９はそれぞれ２つの境界面３９
１〜４６５を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ３５３〜３８９間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．４２ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作間
隔は０．２ｍｍである。レンズ３５３〜３８９の境界面
３９１〜４６５の曲率半径、並びに個々のレンズのガラ
ス種とそれら相互間の間隔は次の表４に示されている。
【００３１】
【表４】
【００３２】図７は、対物レンズ１１の別の実施形態の
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号４６７〜
５０５の付された２０のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して２００倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ４６７〜５０５はそれぞれ２つの境界面５０
７〜５８７を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ４６７〜５０５間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．３８４ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作
間隔は０．２ｍｍである。レンズ４６７〜５０５の境界
面５０７〜５８７の曲率半径、並びに個々のレンズのガ
ラス種とそれら相互間の間隔は次の表５に示されてい
る。
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号４６７〜
５０５の付された２０のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して２００倍の倍率と、０．９０の開口数を有す
る。レンズ４６７〜５０５はそれぞれ２つの境界面５０
７〜５８７を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カ
ルシウムから作製される。レンズ４６７〜５０５間には
空隙がある。この対物レンズは視準化されてビームが出
射される際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、
０．３８４ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作
間隔は０．２ｍｍである。レンズ４６７〜５０５の境界
面５０７〜５８７の曲率半径、並びに個々のレンズのガ
ラス種とそれら相互間の間隔は次の表５に示されてい
る。
【００３３】
【表５】
【００３４】図８は、対物レンズ１１の別の実施形態の
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号５８９〜
６２３の付された２０のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して６３倍の倍率と、０．９０の開口数を有する。
レンズ５８９〜６２３はそれぞれ２つの境界面６２５〜
６９５を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カルシ
ウムから作製される。レンズ５８９〜６２３間には空隙
がある。この対物レンズは視準化されてビームが出射さ
れる際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、０．
４１７ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作間隔
は０．２ｍｍである。レンズ５８９〜６２３の境界面６
２５〜６９５の曲率半径、並びに個々のレンズのガラス
種とそれら相互間の間隔は次の表６に示されている。
内部構造を示す。この対物レンズは、参照符号５８９〜
６２３の付された２０のレンズを含む。対物レンズ１１
は、図９に示された焦点距離２００ｍｍの鏡筒光学系と
関連して６３倍の倍率と、０．９０の開口数を有する。
レンズ５８９〜６２３はそれぞれ２つの境界面６２５〜
６９５を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カルシ
ウムから作製される。レンズ５８９〜６２３間には空隙
がある。この対物レンズは視準化されてビームが出射さ
れる際に波長２４８ｎｍと９０３ｎｍの光に対し、０．
４１７ｍｍの同じバックフォーカスを有する。動作間隔
は０．２ｍｍである。レンズ５８９〜６２３の境界面６
２５〜６９５の曲率半径、並びに個々のレンズのガラス
種とそれら相互間の間隔は次の表６に示されている。
【００３５】
【表６】
【００３６】図９は、鏡筒光学系２１の内部構造を示
す。この鏡筒光学系は参照符号６９７〜６９９の付され
た３つのレンズを含む。鏡筒光学系２１は波長２４８ｎ
ｍにおいて２００ｍｍの焦点距離を有する。レンズ６９
７,６９９,７０１はそれぞれ２つの境界面７０３〜７１
３を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カルシウム
から作製される。レンズ６９７,６９９,７０１間には空
隙がある。この鏡筒光学系は接合剤を含んでおらず、鏡
筒光学系２１と対物レンズ１１との共働作用によって対
物レンズ１１の軸方向色収差が第１の波長の上下１０ｎ
ｍの領域で補償されるように構成されている。さらに鏡
筒光学系２１は、鏡筒光学系２１と対物レンズ１１との
共働作用によって鏡筒光学系２１の横方向色収差が第１
の波長の上下１０ｎｍ未満の領域で補償されるように構
成されている。レンズ６９７〜７０１の境界面７０３〜
７１３の曲率半径、並びに個々のレンズのガラス種とそ
れら相互間の間隔は次の表７に示されている。
す。この鏡筒光学系は参照符号６９７〜６９９の付され
た３つのレンズを含む。鏡筒光学系２１は波長２４８ｎ
ｍにおいて２００ｍｍの焦点距離を有する。レンズ６９
７,６９９,７０１はそれぞれ２つの境界面７０３〜７１
３を有し、それぞれ石英ガラスまたはフッ化カルシウム
から作製される。レンズ６９７,６９９,７０１間には空
隙がある。この鏡筒光学系は接合剤を含んでおらず、鏡
筒光学系２１と対物レンズ１１との共働作用によって対
物レンズ１１の軸方向色収差が第１の波長の上下１０ｎ
ｍの領域で補償されるように構成されている。さらに鏡
筒光学系２１は、鏡筒光学系２１と対物レンズ１１との
共働作用によって鏡筒光学系２１の横方向色収差が第１
の波長の上下１０ｎｍ未満の領域で補償されるように構
成されている。レンズ６９７〜７０１の境界面７０３〜
７１３の曲率半径、並びに個々のレンズのガラス種とそ
れら相互間の間隔は次の表７に示されている。
【００３７】
【表７】
【００３８】
【発明の効果】本発明の第１の局面において、請求項１
の基本構成により、紫外線領域の光によって透過度の劣
化損傷を受けることなしかつ、異なった波長の光に対し
色収差が補正可能なようにオートフォーカス装置を備え
た検査用顕微鏡が達成される。また本発明の第２の局面
において、長時間安定した光学的特性を有する対物レン
ズが達成される。これは特に、異なった波長の光即ち、
紫外線領域と可視光ないし赤外域について、達成され
る。さらに、本発明の各局面において、夫々の従属請求
項の特徴によって付加的な利点が本文既述のとおり、達
成される。
の基本構成により、紫外線領域の光によって透過度の劣
化損傷を受けることなしかつ、異なった波長の光に対し
色収差が補正可能なようにオートフォーカス装置を備え
た検査用顕微鏡が達成される。また本発明の第２の局面
において、長時間安定した光学的特性を有する対物レン
ズが達成される。これは特に、異なった波長の光即ち、
紫外線領域と可視光ないし赤外域について、達成され
る。さらに、本発明の各局面において、夫々の従属請求
項の特徴によって付加的な利点が本文既述のとおり、達
成される。
【図１】検査用顕微鏡の実施形態を示す。
【図２】本発明の対物レンズの実施形態の内部構造を示
す。
す。
【図３】対物レンズの相対的バックフォーカスを波長に
依存して示す線図である。
依存して示す線図である。
【図４】本発明の対物レンズの別の実施形態の内部構造
を示す。
を示す。
【図５】本発明の対物レンズの別の実施形態の内部構造
を示す。
を示す。
【図６】本発明の対物レンズの別の実施形態の内部構造
を示す。
を示す。
【図７】本発明の対物レンズの別の実施形態の内部構造
を示す。
を示す。
【図８】本発明の対物レンズの別の実施形態の内部構造
を示す。
を示す。
【図９】鏡筒光学系の内部構造を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H044 BB07 2H052 AB24 AC04 AC12 AC27 AD09 AD18 AF14 AF21 2H087 KA09 LA01 LA27 NA03 NA04 NA14 PA03 PA15 PA17 PB03 PB15 PB16 PB19 PB20 QA03 QA06 QA07 QA12 QA14 QA21 QA22 QA25 QA26 QA31 QA34 QA42 QA45 QA46 UA03 UA04
Claims (10)
- 【請求項１】 ４００ｎｍ未満の第１の波長の光を、被
検対象物（１３）を照明するために放射する光源（３）
と、複数のレンズから統合して構成され、開口数と焦点
距離を有する対物レンズ（１１）と、鏡筒光学系（２
１）と、第２の波長の光を対象物（１３）に向けるオー
トフォーカス装置（２５）とを有する検査用顕微鏡にお
いて、 前記第２の波長は４００ｎｍより大であり、 対物レンズ（１１）は光学的補正を有し、 該光学的補正は、軸方向色収差を第１と第２の波長に関
して除去し、 前記レンズは接合剤なしで組み立てられており、少なく
とも２つのレンズ間には空隙が形成されている、ことを
特徴とする検査用顕微鏡。 - 【請求項２】 収差は対物レンズ（１１）と鏡筒光学系
（２１）との共働作用によって補正される、請求項１記
載の検査用顕微鏡。 - 【請求項３】 鏡筒光学系（２１）は、接合剤なしで組
み立てられたレンズ（６９７〜７０１）を含む、請求項
１記載の検査用顕微鏡。 - 【請求項４】 鏡筒光学系（２１）は、鏡筒光学系（２
１）と対物レンズ（１１）との共働作用によって対物レ
ンズ（１１）の軸方向色収差が第１の波長の上下１０ｎ
ｍ未満の領域で補償されるように構成されている、請求
項１記載の検査用顕微鏡。 - 【請求項５】 第１の波長は２４３ｎｍから２６６ｎｍ
の領域にある、請求項１記載の検査用顕微鏡。 - 【請求項６】 第２の波長は８００ｎｍより大である、
請求項１記載の検査用顕微鏡。 - 【請求項７】 ４００ｎｍ未満の第１の波長の光と、４
００ｎｍより大の第２の波長の光とを透過し、複数のレ
ンズから統合して構成されており、開口数および倍率を
有する対物レンズにおいて、光学的補正を有し、該補正
は軸方向色収差を第１と第２の波長に関して除去し、 レンズは接合剤なしで組み立てられている、ことを特徴
とする対物レンズ。 - 【請求項８】 開口数は０．５５より大きく、焦点距離
は３．５ｍｍより小さい、請求項７記載の対物レンズ。 - 【請求項９】 第１の波長は２４３ｎｍから２６６ｎｍ
の領域にある、請求項７記載の対物レンズ。 - 【請求項１０】 第２の波長は８００ｎｍより大であ
る、請求項７記載の対物レンズ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10117167A DE10117167B4 (de) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | Inspektionsmikroskop und Objektiv für ein Inspektionsmikroskop |
| DE10117167.6 | 2001-04-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311332A true JP2002311332A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=7680618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002105086A Pending JP2002311332A (ja) | 2001-04-06 | 2002-04-08 | 検査用顕微鏡およびそのための対物レンズ |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7019910B2 (ja) |
| EP (1) | EP1248134A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002311332A (ja) |
| DE (1) | DE10117167B4 (ja) |
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| KR101235579B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-12 | (주)토핀스 | 적외선 현미경 렌즈모듈 |
| WO2020235145A1 (ja) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | コニカミノルタ株式会社 | 紫外線用光学系及び配光測定装置 |
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| DE102008007101A1 (de) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Eads Deutschland Gmbh | Optisches System zur Projektion eines IR- oder UV-Testsignals mit optischer Ausrichtung der Projektionsachse im sichtbaren Spektralbereich |
| DE102011017078B4 (de) * | 2011-04-15 | 2019-01-31 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Weitfeld-Mikroskop-Beleuchtungssystem, Verwendung desselben und Weitfeld-Beleuchtungsverfahren |
| US10785394B2 (en) * | 2015-08-28 | 2020-09-22 | Kla Corporation | Imaging performance optimization methods for semiconductor wafer inspection |
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|---|---|---|---|---|
| DE298315C (ja) | ||||
| IL86514A0 (ja) * | 1988-05-26 | 1988-11-15 | ||
| DE3915868C2 (de) * | 1989-05-16 | 1996-09-12 | Zeiss Carl Fa | UV-taugliches Trockenobjektiv für Mikroskope |
| DE69110323T2 (de) * | 1990-03-23 | 1995-10-19 | Dainippon Screen Mfg | Mikroskopobjektiv. |
| US5469299A (en) | 1990-05-15 | 1995-11-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
| US5717518A (en) | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Kla Instruments Corporation | Broad spectrum ultraviolet catadioptric imaging system |
| DE19704936A1 (de) | 1997-02-10 | 1998-08-13 | Zeiss Carl Fa | Optisches Glied und Herstellverfahren |
| DE19742802C1 (de) * | 1997-09-27 | 1998-10-22 | Leica Mikroskopie & Syst | Mikroskopstativ für ein Waferinspektionsmikroskop |
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| KR20000034967A (ko) * | 1998-11-30 | 2000-06-26 | 헨켈 카르스텐 | 수정-렌즈를 갖는 오브젝티브 및 투사 조명 장치 |
| DE19931949A1 (de) * | 1999-07-09 | 2001-01-11 | Leica Microsystems | DUV-taugliches Mikroskop-Objektiv mit parfokalem IR-Fokus |
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2001
- 2001-04-06 DE DE10117167A patent/DE10117167B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-14 EP EP02100250A patent/EP1248134A3/de not_active Withdrawn
- 2002-04-04 US US10/115,001 patent/US7019910B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-08 JP JP2002105086A patent/JP2002311332A/ja active Pending
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| KR101235579B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-12 | (주)토핀스 | 적외선 현미경 렌즈모듈 |
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|---|---|
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| US20020186463A1 (en) | 2002-12-12 |
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| DE10117167B4 (de) | 2004-06-03 |
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