JP2003029130A - Optical microscope - Google Patents

Optical microscope

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JP2003029130A
JP2003029130A JP2001210897A JP2001210897A JP2003029130A JP 2003029130 A JP2003029130 A JP 2003029130A JP 2001210897 A JP2001210897 A JP 2001210897A JP 2001210897 A JP2001210897 A JP 2001210897A JP 2003029130 A JP2003029130 A JP 2003029130A
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JP
Japan
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optical
optical system
autofocus
light beam
optical microscope
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Pending
Application number
JP2001210897A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Morita
昌幸 森田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical microscope, which makes autofocusing possible by a light source for observation of an object. SOLUTION: An aperture stop 21 and aperture stop 22 of a Koehler illumination optical system 5, and further a field stop 23 and a field stop 24 are changed over under the control of a control system 8, by which rays along an optical axis are used, when the object 2 is observed and the rays emitted form the same light source 17 and parted from the optical axis are used in autofocusing and therefore the difficulty in the achromatism of an objective lens 26 is eliminated, as compared with the case another light source is used for autofocusing.

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、例えば半導体パタ
ーンの検査に使われる光学式顕微鏡に関し、特に対象物
の焦点位置の調整をするオートフォーカス機構を有する
光学式顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical microscope used for inspection of semiconductor patterns, for example, and more particularly to an optical microscope having an autofocus mechanism for adjusting the focus position of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光学式顕微鏡を用いた検査装置
において、オートフォーカス手段としてTTL(Thr
ough the Lens)方式が広く普及してい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in an inspection apparatus using an optical microscope, TTL (Thr
The "out the lenses" method has become widespread.

【0003】この場合光源としては、単色性の良いオー
トフォーカス用のレーザ光源を用いることが多い。ま
た、光学式顕微鏡の対物レンズをオートフォーカス手段
の一部として用いるが、この対物レンズは、一般には使
用する波長領域で複数の硝子材料を組みあわせて、色消
しが行われている。更に色消しが行われている対物レン
ズは、反射防止コートが色消し帯域で施されている。
In this case, as a light source, a laser light source for autofocusing having good monochromaticity is often used. Further, the objective lens of the optical microscope is used as a part of the autofocus means, but this objective lens is generally achromatic by combining a plurality of glass materials in the wavelength region used. Further, in the objective lens which is achromatic, an antireflection coat is applied in the achromatic band.

【0004】一方、近年、半導体検査工程に代表される
半導体パターンの光学式顕微鏡による顕微観察では、半
導体パターンの微細化に伴って要求される光学分解能か
ら、光源として使用される光源波長が、紫外域へと短波
長化されるようになってきている。
On the other hand, in recent years, in microscopic observation of a semiconductor pattern represented by a semiconductor inspection process by an optical microscope, the wavelength of the light source used as a light source is determined to be ultraviolet because of the optical resolution required with the miniaturization of the semiconductor pattern. The wavelength is becoming shorter in the region.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、300
nmを切る紫外線領域では、光学透過材料が限られ、ま
た光学式顕微鏡に求められる光学収差性能も、回折限界
付近での周波数応答を求められるようになる。従って顕
微観察で用いられる紫外線領域の光源波長とオートフォ
ーカス用の光源波長との差が大きくなると、オートフォ
ーカス用の光源波長における対物レンズの色消しが困難
なものとなる。この結果、光学式顕微鏡の対物レンズの
製造には、非常に高価なコストが掛かり、紫外線顕微鏡
の普及の阻害要因となってきている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the ultraviolet region below nm, the optically transparent material is limited, and the optical aberration performance required for the optical microscope also requires the frequency response near the diffraction limit. Therefore, if the difference between the wavelength of the light source in the ultraviolet region used for microscopic observation and the wavelength of the light source for autofocus becomes large, it becomes difficult to achromatize the objective lens at the wavelength of the light source for autofocus. As a result, it is very expensive to manufacture the objective lens of the optical microscope, which has become a hindrance to the spread of the ultraviolet microscope.

【0006】例えば、半導体回路パターンの自動欠陥分
類装置において光源とし使用している深紫外(DUV:
Deep Ultra Violet)光では、オート
フォーカスの為に行う対物レンズの色消しには、非常に
高価な高純度蛍石と石英を多用する必要があり、コスト
的に非常に高価になると言う欠点がある。
For example, deep ultraviolet (DUV :) used as a light source in an automatic defect classifying device for semiconductor circuit patterns.
Deep Ultra Violet) light has a drawback in that it is necessary to use a lot of very expensive high-purity fluorite and quartz for achromatization of an objective lens for autofocusing, which is very expensive. .

【0007】更に、この2種類の硝材の貼り合わせには
紫外線透過型の接着剤を用いるが、この接着剤は深紫外
光によりダメージを受け、透過率が経時的に低下してい
くという欠点をもっている。
Further, an ultraviolet transmissive adhesive is used to bond the two kinds of glass materials, but this adhesive has a drawback that it is damaged by deep ultraviolet light and its transmittance decreases with time. There is.

【0008】また、通常オートフォーカスに用いる光源
波長は赤色〜赤外波長を多用する。従って、オートフォ
ーカスに用いる光源波長の焦点深度は、顕微観察用光源
として用いる深紫外波長の焦点深度に比べ波長比分深く
なり、当然この分オートフォーカス精度は悪化する。
In addition, the light source wavelengths normally used for auto-focusing often use red to infrared wavelengths. Therefore, the depth of focus of the light source wavelength used for autofocus becomes deeper by the wavelength ratio than the depth of focus of the deep ultraviolet wavelength used as the light source for microscopic observation, and the autofocus accuracy naturally deteriorates accordingly.

【0009】一方、光学式によらない撮影画像のコント
ラストより最適像面位置を求める画像オートフォーカス
法、変位センサーを用いた測距型オートフォーカス法及
びTTL(Through the Lens)方式に
よらない三角測距方式によるオートフォーカス法等が提
案されているが、いずれも処理速度、測定誤差及び物理
的制約等から、TTL方式に比べ劣っている。
On the other hand, an image autofocus method for obtaining an optimum image plane position from the contrast of a photographed image not based on an optical method, a distance measuring type autofocus method using a displacement sensor, and a triangulation method not based on the TTL (Through the Lens) method. An autofocus method based on the distance method and the like have been proposed, but all of them are inferior to the TTL method due to processing speed, measurement error, physical restrictions, and the like.

【0010】本発明は、このような課題を解決するため
になされるもので、対象物の観察用光源によりオートフ
ォーカスできる光学式顕微鏡を提供することを目的とし
ている。
The present invention is made to solve such problems, and an object thereof is to provide an optical microscope capable of autofocusing by a light source for observing an object.

【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、本発明の主たる観点に係る光学式顕微鏡は、第1の
軸である光軸に沿って照射される観測用の第1の光線及
び前記第1の軸と離れた第2の軸に沿って照射されるオ
ートフォーカス用の第2の光線を射出する照明手段と、
前記照明手段により射出された光線を対象物に照射さ
せ、前記対象物の反射、回折又は散乱光を結像位置に結
像させる光学系と、前記結像位置に配置された画像撮像
手段と、前記光学系を介して前記第2の光線を対象物に
照射させると共に、前記対象物の反射光を前記画像撮像
手段に結像させ、前記画像撮像手段により得られる信号
に基づいて前記光学系における前記対象物の焦点位置の
調整をするオートフォーカス手段とを具備することを特
徴とする。
In order to achieve the above object, an optical microscope according to a main aspect of the present invention has a first light beam for observation which is irradiated along an optical axis which is a first axis. And illuminating means for emitting a second light beam for autofocus, which is emitted along a second axis apart from the first axis,
An optical system that irradiates the object with a light beam emitted by the illumination unit, forms an image of reflected, diffracted, or scattered light of the object at an image forming position; and an image capturing unit arranged at the image forming position. The object is irradiated with the second light beam through the optical system, the reflected light of the object is imaged on the image capturing means, and the optical system in the optical system is based on a signal obtained by the image capturing means. And an autofocus unit for adjusting the focus position of the object.

【0012】本発明では、対象物の観察をするときは光
軸に沿った第1の光線を使用し、オートフォーカスする
ときは、第1の光線と同じ照明手段であって光軸と離れ
た第2の光線によることとしたので、TTL方式による
オートフォーカスとする場合における対物レンズの色消
しの困難性は、解消されると共にフォーカス制御が非常
に高精度となる。
In the present invention, the first light ray along the optical axis is used when observing an object, and when autofocusing, the same illumination means as the first light ray is used, and it is separated from the optical axis. Since the second light beam is used, the difficulty of achromatizing the objective lens in the case of autofocusing by the TTL method is eliminated and the focus control becomes extremely accurate.

【0013】本発明の一の形態によれば、前記照明手段
は、前記光線を射出する光源と、前記光源による光線の
光軸上に開口部を設けた開口絞り及び前記開口絞りから
射出した光線の光軸上に開口部を設けた視野絞りを有す
るケーラー照明光学系とが設けられ、前記開口絞りの前
記開口部の位置を変更自在とし、更に前記視野絞りの開
口部の開口面積を変更自在とすることを特徴とする。こ
れにより、開口絞りを光軸に対し離軸した開口絞りとす
ることができ、光軸に対し離れた光線を照明手段から射
出することができる。従って、この離れた光線をオート
フォーカス用の光線とすることができるので、簡単な構
造によって安価に光学式顕微鏡におけるオートフォーカ
スを行うことができる。
According to one aspect of the present invention, the illumination means includes a light source for emitting the light beam, an aperture stop having an aperture on the optical axis of the light beam by the light source, and a light beam emitted from the aperture stop. And a Koehler illumination optical system having a field stop having an opening on the optical axis of the field stop, the position of the opening of the aperture stop can be changed, and the opening area of the opening of the field stop can be changed. It is characterized by Accordingly, the aperture stop can be an aperture stop that is deviated from the optical axis, and a light beam that is away from the optical axis can be emitted from the illumination means. Therefore, since the separated light beam can be used as the light beam for autofocusing, autofocusing in the optical microscope can be performed at low cost with a simple structure.

【0014】本発明の一の形態によれば、前記開口絞り
及び前記視野絞りは、それぞれ開口絞り用液晶素子及び
視野絞り用液晶素子であることを特徴とする。これによ
り、開口絞りを離軸化することが更に、スピードアップ
され機械的磨耗もなくなる。
According to one aspect of the present invention, the aperture stop and the field stop are a liquid crystal element for an aperture stop and a liquid crystal element for a field stop, respectively. This further speeds up the off-axis aperture stop and eliminates mechanical wear.

【0015】本発明の一の形態によれば、前記オートフ
ォーカス手段は、前記光学系に設けられた対物レンズを
フォーカス方向に移動させるアクチュエータを有するこ
とを特徴とする。これにより、対物レンズを電気的に極
めて正確に且つ、瞬時にフォーカス制御ができることと
なる。
According to one aspect of the present invention, the autofocus means has an actuator for moving an objective lens provided in the optical system in a focus direction. As a result, the objective lens can be electrically controlled extremely accurately and instantaneously.

【0016】本発明の一の形態によれば、前記対象物を
保持する保持機構を更に具備し、前記オートフォーカス
手段は、前記保持機構をフォーカス方向に移動させる移
動手段を有することを特徴とする。これにより、対物レ
ンズを固定したままオートフォーカスできるので、光学
系としてのオートフォーカスそのものが簡単であり安価
の装置とすることができる。
According to one aspect of the present invention, a holding mechanism for holding the object is further provided, and the autofocus means has a moving means for moving the holding mechanism in a focus direction. . As a result, autofocusing can be performed with the objective lens fixed, so that autofocusing itself as an optical system is simple and an inexpensive device can be obtained.

【0017】本発明の一の形態によれば、前記オートフ
ォーカス手段は、前記光学系に設けられた前記対物レン
ズをフォーカス方向に移動させる前記アクチュエータ
と、前記保持機構をフォーカス方向に移動させる前記移
動手段とを具備することを特徴とする。これにより、保
持機構によりフォーカス方向に移動させると同時に、対
物レンズをフォーカス方向に移動させることができるの
で、オートフォーカスが更にスピードアップされ高精度
なものとすることができる。
According to one aspect of the present invention, the autofocus means includes the actuator for moving the objective lens provided in the optical system in a focus direction, and the movement for moving the holding mechanism in the focus direction. And means. As a result, since the objective lens can be moved in the focus direction at the same time as being moved by the holding mechanism in the focus direction, the autofocus can be further speeded up and highly accurate.

【0018】本発明の一の形態によれば、前記光学系の
前記対物レンズに設けられ、前記対象物に光線を照射す
る距離検出用の光源と、前記対象物により反射された反
射光を検出する検出部とを更に具備し、前記オートフォ
ーカス手段は、前記検出部からの信号により前記対象物
と前記検出部との距離を予備的に調整した後、前記光学
系における前記対象物の焦点位置の調整をすることを特
徴とする。これにより、まず対象物と前記距離検出手段
との距離の調整によって予備的にオートフォーカスを行
い、その後対物レンズによるオートフォーカスによって
ベスト位置に対象物の焦点位置を調整できることとな
り、光学式顕微鏡としてのオートフォーカスの効率化を
図ることができると共に、オートフォーカスを更に高精
度なものとすることができる。
According to one embodiment of the present invention, a light source for detecting a distance, which is provided in the objective lens of the optical system and irradiates the object with a light beam, and a reflected light reflected by the object is detected. Further comprising a detection unit, wherein the autofocus means preliminarily adjusts the distance between the object and the detection unit according to a signal from the detection unit, and then the focus position of the object in the optical system. It is characterized by adjusting. Thereby, first, the focus position of the target object can be adjusted to the best position by performing the autofocus preliminarily by adjusting the distance between the target object and the distance detecting means. The efficiency of autofocus can be improved, and the autofocus can be made more precise.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の第1の実施の形態に係る光
学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to a first embodiment of the present invention.

【0021】図1に示すように、この光学式顕微鏡1
は、保持機構及び移動手段として顕微観測する対象物2
を載置すると共に移動させる可動ステージ3と、対象物
2に光線を照射すると共に対象物2からの反射、回折又
は散乱光を結像するための光学系4と、照明手段として
光学系4に光線を照射するための光源17及び光源17
から射出する光線が入射するケーラー照明光学系5と、
光学系4により結像された像を撮像する画像撮像手段6
と、画像撮像手段6により得られた画像を処理する画像
処理系7と、光学式顕微鏡の全体の動きを制御する制御
系8とを備えている。
As shown in FIG. 1, this optical microscope 1
Is an object 2 to be observed microscopically as a holding mechanism and moving means.
A movable stage 3 on which the object 2 is placed and moved, an optical system 4 for irradiating the object 2 with light rays and for forming an image of reflected, diffracted or scattered light from the object 2, and an optical system 4 as illumination means Light source 17 and light source 17 for emitting light rays
A Koehler illumination optical system 5 on which a light beam emitted from
Image capturing means 6 for capturing the image formed by the optical system 4.
And an image processing system 7 for processing the image obtained by the image capturing means 6, and a control system 8 for controlling the overall movement of the optical microscope.

【0022】例えば、光学式顕微鏡1により半導体ウェ
ーハ9に存在する各種欠陥の検査及び半導体プロセスの
リソグラフィ工程における半導体ウェーハ9上に形成さ
れたパターンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測す
る場合は、半導体ウェーハ9が顕微観測する対象物2と
なる。
For example, in the case of inspecting various defects existing in the semiconductor wafer 9 by the optical microscope 1 and inspecting and measuring the dimension, the overlay accuracy, etc. of the pattern formed on the semiconductor wafer 9 in the lithography step of the semiconductor process. , The semiconductor wafer 9 becomes the object 2 to be microscopically observed.

【0023】ここで、図2は可動ステージ3を示す斜視
図、図3は対象物2の焦点調整する場合の光学式顕微鏡
を示す光学系及び制御系の構成図である。
Here, FIG. 2 is a perspective view showing the movable stage 3, and FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope when the focus of the object 2 is adjusted.

【0024】図2に示すように、可動ステージ3は水平
方向(XY方向)に移動させるXYステージ10と、半
導体ウェーハ9を垂直方向(Z方向)に移動させるZス
テージ11と、半導体ウェーハ9をXY平面で回転させ
る(θ方向)θステージ12と、それぞれのステージを
駆動するための駆動用モータ13,14,15及び16
と、半導体ウェーハ9を吸着して可動ステージ3上に固
定する為の吸着プレート(図示せず)とを備えている。
As shown in FIG. 2, the movable stage 3 includes an XY stage 10 for moving in the horizontal direction (XY direction), a Z stage 11 for moving the semiconductor wafer 9 in the vertical direction (Z direction), and a semiconductor wafer 9. A θ stage 12 that rotates in the XY plane (θ direction), and drive motors 13, 14, 15 and 16 for driving each stage.
And a suction plate (not shown) for sucking and fixing the semiconductor wafer 9 on the movable stage 3.

【0025】また、可動ステージ3は、制御系8の制御
のもと駆動用モータ13,14及び15を駆動させるこ
とで、吸着プレートにより吸着された半導体ウェーハ9
上の任意の点を、光学系4直下へと移動させることがで
きる。これによって、各駆動用モータを同時に駆動でき
るので、半導体ウェーハ9の移動が極めてスピードアッ
プする。
Further, the movable stage 3 drives the driving motors 13, 14 and 15 under the control of the control system 8 so that the semiconductor wafer 9 attracted by the attraction plate.
It is possible to move any point above to just below the optical system 4. As a result, the drive motors can be driven at the same time, so that the movement of the semiconductor wafer 9 is extremely speeded up.

【0026】更に、制御系8の制御のもと駆動用モータ
16を駆動することによって半導体ウェーハ9の焦点位
置の調整をすることができる。これによって、オートフ
ォーカスが極めて容易に且つ迅速に行うことができる。
Further, the focus position of the semiconductor wafer 9 can be adjusted by driving the drive motor 16 under the control of the control system 8. As a result, autofocus can be performed extremely easily and quickly.

【0027】また、図1に示すように光源17は、例え
ば、紫外線固体レーザが用いられる。この紫外線固体レ
ーザは、YAGレーザ等の固体レーザに非線形光学素子
を用いて波長変換し、例えば、波長が266nm及び1
93nmから213nm程度のDUVレーザ光を射出す
る。
As shown in FIG. 1, the light source 17 is, for example, an ultraviolet solid state laser. This ultraviolet solid-state laser performs wavelength conversion on a solid-state laser such as a YAG laser using a non-linear optical element. For example, the wavelength is 266 nm and 1
DUV laser light of about 93 nm to 213 nm is emitted.

【0028】ここで、光学式顕微鏡1の分解能は、対象
物に照射する光線の波長と、対物レンズ26の開口数
(NA:numerical aperture)に依
存し、照明する光線の波長が短波長であり、よりNAが
大きい方が分解能は上がる。
Here, the resolution of the optical microscope 1 depends on the wavelength of the light beam irradiating the object and the numerical aperture (NA: numerical aperture) of the objective lens 26, and the wavelength of the illuminating light beam is a short wavelength. , The larger the NA, the higher the resolution.

【0029】この点、光学式顕微鏡1は、光源17とし
て深紫外線固体レーザが用いられ、更に高NAの対物レ
ンズ26を用いているので、半導体リソグラフィ工程で
生成される半導体ウェーハ9上の微細パターンの検査が
可能となる。
In this respect, since the optical microscope 1 uses the deep ultraviolet solid state laser as the light source 17 and uses the objective lens 26 having a higher NA, a fine pattern on the semiconductor wafer 9 produced in the semiconductor lithography process. Can be inspected.

【0030】更に、光学式顕微鏡1における光源17と
しての深紫外線固体レーザは、装置自体が小型であり、
リソグラフィ工程で盛んに用いられているエキシマレー
ザに比べ、波長安定性、単色性、ビームプロファイル、
冷却対策、ガス補充対策、レーザ安全対策及び取り扱い
の上でも優れている。
Further, the deep ultraviolet solid state laser as the light source 17 in the optical microscope 1 has a small apparatus itself,
Wavelength stability, monochromaticity, beam profile, compared to excimer lasers that are widely used in lithography processes
Excellent in cooling, gas replenishment, laser safety and handling.

【0031】ケーラー照明光学系5は、光源17から射
出した光線を導く光ファイバ18と、光ファイバ18に
よって導かれた光線を射出する射出部19と、射出部1
9から射出した光線を集光する補助集光レンズ20と、
補助集光レンズ20から射出した光線が入射する開口絞
り21,22と、開口絞り21,22から射出した光線
が入射する視野絞り23,24と、視野絞り23,24
から射出した光線が入射するコンデンサ25と、開口絞
り21,22及び視野絞り23,24を駆動する絞り駆
動手段27とを備えている。
The Koehler illumination optical system 5 includes an optical fiber 18 that guides the light beam emitted from the light source 17, an emitting unit 19 that emits the light beam guided by the optical fiber 18, and an emitting unit 1.
An auxiliary condenser lens 20 for condensing the light rays emitted from 9;
Aperture stops 21 and 22 to which the light rays emitted from the auxiliary condenser lens 20 are incident, field diaphragms 23 and 24 to which light rays emitted from the aperture diaphragms 21 and 22 are incident, and field diaphragms 23 and 24.
A condenser 25 to which a light beam emitted from the camera enters, and a diaphragm driving unit 27 that drives the aperture diaphragms 21 and 22 and the field diaphragms 23 and 24.

【0032】開口絞り21,22のうち開口絞り21
は、対象物2を顕微観測するときに使用されるもので、
例えば板状をなし補助集光レンズ20からの射出光線の
光軸上に開口部がくるように、開口絞り21の中央部に
開口部が設けられている。
The aperture stop 21 of the aperture stops 21 and 22
Is used when microscopically observing the object 2,
For example, an opening is provided at the center of the aperture stop 21 so that the opening is on the optical axis of the light beam emitted from the auxiliary condenser lens 20 having a plate shape.

【0033】また、開口絞り22は、対象物2の焦点位
置を調整するときに使用されるもので、顕微観測用の光
線の光軸に対し離れた光線をケーラー照明光学系5から
射出できるようにするため、例えば板状をなし光軸に対
し離軸した開口絞りとなっている。すなわち、開口絞り
22は開口部が開口絞り22の中央部より上方に設けら
れている。
The aperture stop 22 is used when adjusting the focal position of the object 2, so that the Koehler illumination optical system 5 can emit a light beam distant from the optical axis of the light beam for microscopic observation. Therefore, for example, the aperture stop has a plate shape and is off-axis from the optical axis. That is, the aperture stop 22 is provided with the opening above the center of the aperture stop 22.

【0034】更に、開口絞り22の離軸量は開口絞り2
2と対物レンズ瞳径との倍率が等倍であるので、最大で
対物レンズ瞳径の大きさとなる。
Further, the off-axis amount of the aperture stop 22 is determined by the aperture stop 2
Since the magnification of 2 and the objective lens pupil diameter are equal, the maximum is the objective lens pupil diameter.

【0035】ここで、開口絞り22は、対象物2を顕微
観測するときは開口絞り21の開口部から射出した光線
を遮断しないように開口絞り22の上端部が光線より下
に下げられている。
Here, the upper end of the aperture stop 22 is lowered below the light beam so as not to block the light beam emitted from the opening part of the aperture stop 21 when the object 2 is observed microscopically. .

【0036】視野絞り23,24のうち視野絞り23
は、対象物2を顕微観測するときに使用されるもので、
例えば板状をなし補助集光レンズ20からの射出光線の
光軸上に開口部がくるように、視野絞り23の中央部に
開口部が設けられている。
Of the field diaphragms 23 and 24, the field diaphragm 23
Is used when microscopically observing the object 2,
For example, an aperture is provided in the center of the field stop 23 so that the aperture is on the optical axis of the light beam emitted from the auxiliary condenser lens 20 having a plate shape.

【0037】また、視野絞り24は、対象物2の焦点位
置を調整するときに使用されるもので、視野絞り24は
画像撮像手段6にスポットを結ぶように、例えば板状を
なし視野絞り24の中央部に、画像撮像手段6の撮像範
囲より十分に小さい開口部が設けられている。この開口
部は丸孔に限られずスリット状であってもかまわない。
The field stop 24 is used when adjusting the focus position of the object 2. The field stop 24 has, for example, a plate-like field stop 24 so as to connect a spot to the image pickup means 6. In the central portion of the, an opening portion that is sufficiently smaller than the image pickup range of the image pickup means 6 is provided. This opening is not limited to a round hole, and may be a slit.

【0038】更に、視野絞り24は、対象物2を顕微観
測するときは、視野絞り23の開口部から射出した光線
を遮断しないように、視野絞り24の上端部が光線より
下に下げられている。
Further, when the object 2 is observed microscopically, the field stop 24 has its upper end lowered below the light beam so as not to block the light beam emitted from the opening of the field stop 23. There is.

【0039】これによって対象物2の観測用の光線を射
出するときは開口絞り21と視野絞り23とをケーラー
照明光学系として使用することができ、対象物面から見
ると開口絞り21のすべてが光源となり、均質な照明が
得られる。
As a result, the aperture stop 21 and the field stop 23 can be used as a Koehler illumination optical system when emitting a light beam for observing the object 2, and when viewed from the object surface, all of the aperture stop 21 can be used. It serves as a light source and provides uniform illumination.

【0040】更に、図3に示すように、対象物2の焦点
位置調整用の光線を射出するときは絞り駆動手段27に
より、開口絞り21と開口絞り22とを入れ換えられる
と共に視野絞り23と視野絞り24とも入れ換えられ
る。このとき、顕微観測用の光線の光軸に対し離れた開
口絞り22の開口部に入射する光線及び開口絞り22の
開口部から射出する光線を遮断することとならないよう
に、開口絞り21と視野絞り23とが下げられることと
なる。
Further, as shown in FIG. 3, when the light beam for adjusting the focus position of the object 2 is emitted, the aperture driving means 27 can replace the aperture stop 21 and the aperture stop 22 and the field stop 23 and the field of view. The diaphragm 24 can also be replaced. At this time, the aperture stop 21 and the field of view are prevented so that the light beam entering the aperture stop 22 and the light beam exiting the aperture stop 22 away from the optical axis of the microscopic observation light beam are not blocked. The diaphragm 23 will be lowered.

【0041】これにより、ケーラー照明光学系から、対
象物2の観測をするときはコンデンサ25の光軸上に沿
って光線が射出され、対象物2の焦点位置調整をすると
きはコンデンサ25の光軸から離れた光線が射出される
こととなる。
As a result, a light beam is emitted from the Koehler illumination optical system along the optical axis of the condenser 25 when observing the object 2, and the light of the condenser 25 is adjusted when the focus position of the object 2 is adjusted. A ray that is off axis will be emitted.

【0042】絞り駆動手段27は、例えば駆動用モータ
又は電磁石等により制御系8の制御下、開口絞り21と
開口絞り22とを入れ換えると共に視野絞り23と視野
絞り24とを入れ換える。
The diaphragm driving means 27 replaces the aperture diaphragm 21 with the aperture diaphragm 22 and the field diaphragm 23 with the field diaphragm 24 under the control of the control system 8 by, for example, a driving motor or an electromagnet.

【0043】これによって、迅速に且つ簡単に同じ光源
17、ケーラー照明光学系5及び光学系4を使用し、対
象物2の顕微観察ができると共に対象物2のオートフォ
ーカスもできることとなる。
As a result, the same light source 17, Koehler illumination optical system 5 and optical system 4 can be used quickly and easily to perform microscopic observation of the object 2 and also autofocus the object 2.

【0044】また、図1に示すように、光学系4はケー
ラー照明光学系5から射出された光線が入射するビーム
スプリッタ28と、ビームスプリッタ28により反射さ
れた光線が入射する対物レンズ26と、対象物2から反
射され戻ってきた光線であって対物レンズ26及びビー
ムスプリッタ28を透過した光線が入射する結像レンズ
29と、アクチュエータ30とを備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the optical system 4 includes a beam splitter 28 on which the light beam emitted from the Koehler illumination optical system 5 enters, and an objective lens 26 on which the light beam reflected by the beam splitter 28 enters. An actuator 30 is provided with an imaging lens 29 on which the light rays reflected from the object 2 and returned and which have passed through the objective lens 26 and the beam splitter 28 are incident.

【0045】ビームスプリッタ28は、ケーラー照明光
学系5から射出された光線を対物レンズ26へ反射さ
せ、対象物2から反射され対物レンズ26を透過した光
線は結像レンズ29へ透過させるものである。
The beam splitter 28 reflects the light beam emitted from the Koehler illumination optical system 5 to the objective lens 26, and transmits the light beam reflected from the object 2 and transmitted through the objective lens 26 to the imaging lens 29. .

【0046】対物レンズ26は、ビームスプリッタ28
から射出されたケーラー照明光学系5から届いた光線を
対象物2に照射するものである。また対物レンズ26
は、対象物2からの反射光等をビームスプリッタ28を
介して結像レンズ29に出射するように設けられてい
る。
The objective lens 26 is a beam splitter 28.
The object 2 is irradiated with the light beam emitted from the Koehler illumination optical system 5 and emitted from the object. In addition, the objective lens 26
Are provided so as to emit reflected light from the object 2 and the like to the imaging lens 29 via the beam splitter 28.

【0047】結像レンズ29は、対物レンズ26によっ
て結ばれた像を更に拡大し画像撮像手段6に像を結ぶも
のであり、これによって微細な対象物2を顕微観察でき
ることとなる。例えば、半導体ウェーハ9に存在する各
種の欠陥を検査し、且つ半導体プロセスのリソグラフィ
工程において、半導体ウェーハ9上に形成されたパター
ンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測することがで
きることとなる。
The imaging lens 29 is for further enlarging the image formed by the objective lens 26 and forming an image on the image pickup means 6, whereby the minute object 2 can be microscopically observed. For example, various defects existing on the semiconductor wafer 9 can be inspected, and in the lithography process of the semiconductor process, the dimensions of the pattern formed on the semiconductor wafer 9 and the overlay accuracy can be inspected and measured.

【0048】図4は離軸式オートフォーカスを示すケー
ラー照明光学系5及び光学系4である。
FIG. 4 shows a Koehler illumination optical system 5 and an optical system 4 showing off-axis autofocus.

【0049】ここで、対象物2の焦点位置調整をすると
きはコンデンサ25の光軸から離れた光線が射出される
こととなるが、この光線は例えば光学系4においては図
4に示すように、ケーラー照明光学系5内のコンデンサ
25の光軸に平行で少し離れビームスプリッタ28に入
射し、ビームスプリッタ28によって対物レンズ26へ
反射される。
Here, when the focus position of the object 2 is adjusted, a light ray distant from the optical axis of the condenser 25 is emitted, and this light ray is, for example, in the optical system 4 as shown in FIG. , Is parallel to the optical axis of the condenser 25 in the Koehler illumination optical system 5 and enters the beam splitter 28 at a distance, and is reflected by the beam splitter 28 to the objective lens 26.

【0050】ここで、対物レンズ26の物空間面では、
対物レンズ26の光軸から離れたところから光線が射出
されるため、光軸上の焦点位置に斜めに光線が進むこと
となる。
Here, in the object space plane of the objective lens 26,
Since the light ray is emitted from a position away from the optical axis of the objective lens 26, the light ray obliquely advances to the focal position on the optical axis.

【0051】従って、対象物2から反射等する光線は入
射角と同じ角度θをもって反射し、対物レンズ26の
物空間面に入射することとなる。
Therefore, the light ray reflected from the object 2 is reflected at the same angle θ 1 as the incident angle and enters the object space surface of the objective lens 26.

【0052】また、角度θをもって対物レンズ26に
入射した光線は、ビームスプリッタ28及び結像レンズ
29を介して画像撮像手段6のスポット位置に像を結ぶ
こととなる。
The light beam incident on the objective lens 26 at the angle θ 1 forms an image on the spot position of the image pickup means 6 via the beam splitter 28 and the image forming lens 29.

【0053】ここで、対象物2がΔdだけ対物レンズ
26から離れたときは、対象物2からの反射光は反射位
置が横方向にhだけずれることとなるので、ビームス
プリッタ28及び結像レンズ29を介して画像撮像手段
6に像を結ぶ位置は、光軸上画像撮像手段6からΔd
だけ手前にスポットを結ぶこととなる。すなわち画像撮
像手段6の受光面においては横方向にhだけずれるこ
ととなる。
Here, when the object 2 is separated from the objective lens 26 by Δd 1, the reflection position of the reflected light from the object 2 is laterally displaced by h 1, so that the beam splitter 28 and the connecting unit are connected. The position where an image is formed on the image pickup means 6 via the image lens 29 is Δd 2 from the optical axis image pickup means 6.
It will connect the spot just in front. That is, the light receiving surface of the image pickup means 6 is laterally displaced by h 2 .

【0054】また、横方向のずれhは光学式顕微鏡1
の倍率が100倍であれば、対象物2での反射位置のず
れhの100倍であり非常に高精度のオートフォーカ
スが可能となる。
The horizontal displacement h 2 is determined by the optical microscope 1
If the magnification is 100 times, it is 100 times as large as the displacement h 1 of the reflection position on the object 2, and very high precision autofocus is possible.

【0055】このとき対象物2の焦点位置からのずれΔ
が反射角θと、画像撮像手段6の受光面における
横方向のずれhと、対物レンズ26の焦点距離f
と、結像レンズ29の焦点距離fとによって定まる
事を利用して、オートフォーカスを行う手法が離軸式オ
ートフォーカス手法と言われるものである。
At this time, the deviation Δ from the focus position of the object 2
d 1 is the reflection angle θ 1 , the lateral shift h 2 on the light receiving surface of the image pickup means 6, and the focal length f of the objective lens 26.
The method of performing autofocus by utilizing the fact that it is determined by 1 and the focal length f 2 of the imaging lens 29 is called the off-axis autofocus method.

【0056】以下に離軸式オートフォーカス手法を数式
を使って説明する。
The off-axis autofocus method will be described below by using mathematical expressions.

【0057】離軸式オートフォーカス手法は、結像公式
による縦倍率が横倍率の2乗で表現される特性を利用し
たもので、対象物面である半導体ウェーハ9のデフォー
カスによる像面での横変位量が、縦倍率の離軸による入
射角正接、拡大倍率及びデフォーカス量に比例する性質
を用いている。
The off-axis autofocusing method uses the characteristic that the vertical magnification according to the image formation formula is expressed by the square of the horizontal magnification, and the image plane on the image plane due to defocusing of the semiconductor wafer 9 as the object surface is used. The property that the lateral displacement amount is proportional to the incident angle tangent due to the off axis of the vertical magnification, the enlargement magnification, and the defocus amount is used.

【0058】すなわち図3に示すように、ケーラー照明
光学系5における開口絞り22の光軸からの離軸量は、
対物レンズ26からの対象物面への入射角度を決定す
る。
That is, as shown in FIG. 3, the off-axis amount from the optical axis of the aperture stop 22 in the Koehler illumination optical system 5 is
The incident angle from the objective lens 26 to the object surface is determined.

【0059】離軸光の入射角度θ(度)は、対物レン
ズ26の開口数N、対物レンズ瞳径と開口絞りとの直径
比σ、離軸量R及び開口絞り径Aによって、離軸光の入
射角度θ(度)=sin−1(N×σ×R)/2Aで
表現できる。
The incident angle θ 1 (degrees) of the off-axis light depends on the numerical aperture N of the objective lens 26, the diameter ratio σ between the objective lens pupil diameter and the aperture stop, the off-axis amount R and the aperture stop diameter A. The incident angle of light θ 1 (degree) = sin −1 (N × σ × R) / 2A.

【0060】今、図4のように、対象物面である半導体
ウェーハ9にΔdのデフォーカスがある状態では、観
察している画像撮像手段6の像面上でのデフォーカス量
は、結像式によりΔd=(f/f×Δd
表現される。
Now, as shown in FIG. 4, when the semiconductor wafer 9 which is the object surface has a defocus of Δd 1 , the defocus amount on the image surface of the image pickup means 6 under observation is It is expressed by Δd 2 = (f 2 / f 1 ) 2 × Δd 1 by the image formula.

【0061】このとき、画像撮像手段6への入射角si
nθは画像撮像手段6への入射角sinθ=(f
/f)×sinθであるからf<<fすなわち、
対象物面における横変位量hと画像撮像手段6におけ
る横変位量hとの間に、h <<hとなる範囲で、横
変位量hは、h=Δd×sinθとなる。
At this time, the incident angle si to the image pickup means 6 is
TwoIs the angle of incidence sin θ on the image pickup means 6.Two= (F1
/ FTwo) × sin θ1So f1<< fTwoThat is,
Lateral displacement h on the target surface1And in the image pickup means 6
Lateral displacement hTwoBetween and h 1<< hTwoWithin the range
Displacement hTwoIs hTwo= ΔdTwo× sin θTwoBecomes

【0062】これを整理するとh=(f/f)×
sinθ×Δdと表現でき、横変位量hを正しく
測定する事で、フォーカス状態を把握する事を可能とし
ている。
Organizing this, h 2 = (f 2 / f 1 ) ×
It can be expressed as sin θ 1 × Δd 1, and it is possible to grasp the focus state by correctly measuring the lateral displacement amount h 2 .

【0063】アクチュエータ30は、内部に設けられた
フォーカスコイル及びフォーカスマグネット等(図示せ
ず)により構成され、制御系8によりフォーカスコイル
に、電圧が印加されることによってフォーカス動作する
ように設けられている。
The actuator 30 is composed of a focus coil, a focus magnet and the like (not shown) provided inside, and is provided so as to perform a focus operation when a voltage is applied to the focus coil by the control system 8. There is.

【0064】画像撮像手段6は、光学式顕微鏡1の光源
17が深紫外線固体レーザ等の場合は、結像レンズ29
によって結像された像を肉眼で直接見ることはできない
ので、CCD等で撮像するために結像レンズ29によっ
て結像されるところに設けられている。
When the light source 17 of the optical microscope 1 is a deep ultraviolet solid state laser or the like, the image pickup means 6 forms an image forming lens 29.
Since the image formed by is not directly visible to the naked eye, it is provided at a place where an image is formed by the image forming lens 29 so as to be imaged by a CCD or the like.

【0065】画像処理系7は、画像撮像手段6により撮
像した情報をモニターテレビ等で見れるように処理する
ものである。
The image processing system 7 processes the information picked up by the image pick-up means 6 so that it can be viewed on a monitor television or the like.

【0066】制御系8は、光源17、絞り駆動手段2
7、可動ステージ3の駆動用モータ13〜16及びアク
チュエータ30等の光学式顕微鏡1全体の制御をできる
ように設けられている。
The control system 8 comprises a light source 17 and an aperture driving means 2
7. The motors 13 to 16 for driving the movable stage 3 and the actuator 30 are provided so as to control the entire optical microscope 1.

【0067】次に、上記のように構成された光学式顕微
鏡1の動作について説明する。
Next, the operation of the optical microscope 1 configured as described above will be described.

【0068】例えば半導体ウェーハ9の各種欠陥を検査
する場合は、まず検査される半導体ウェーハ9が可動ス
テージ3のXYステージ10上に載せられ、制御系8の
電源が投入されると、光源17から光線が射出されると
共に、半導体ウェーハ9が吸着プレートによって吸着さ
れ、XYステージ10上に固定される。これによって、
検査中に半導体ウェーハ9がずれることを防止すると共
に半導体ウェーハ9に傷をつけることを防げる。
For example, in the case of inspecting various defects of the semiconductor wafer 9, first, the semiconductor wafer 9 to be inspected is placed on the XY stage 10 of the movable stage 3, and when the power of the control system 8 is turned on, the light source 17 emits light. The light beam is emitted, and the semiconductor wafer 9 is attracted by the attraction plate and fixed on the XY stage 10. by this,
The semiconductor wafer 9 can be prevented from being displaced during the inspection, and the semiconductor wafer 9 can be prevented from being damaged.

【0069】次に、制御系8の制御下、駆動用モータ1
3によりXYステージ10が水平方向であるX方向に移
動されると共に、駆動用モータ14によりXYステージ
10が水平方向であるY方向に移動される。これによっ
て、半導体ウェーハ9の検査すべき位置を光学系4直下
に移動させることができる。
Next, under the control of the control system 8, the drive motor 1
3 moves the XY stage 10 in the horizontal X direction, and the drive motor 14 moves the XY stage 10 in the horizontal Y direction. As a result, the position of the semiconductor wafer 9 to be inspected can be moved directly below the optical system 4.

【0070】次に、オートフォーカスをすることとなる
が、例えばオートフォーカス開始用スイッチをスイッチ
オンするとまず、絞り駆動手段27に制御系8の制御
下、電源が投入され、開口絞り21の上端部が補助集光
レンズ20を透過した光線を、遮断することとならない
ように下降する。
Next, autofocus is performed. For example, when the autofocus start switch is turned on, first, the diaphragm drive means 27 is turned on under the control of the control system 8 and the upper end portion of the aperture diaphragm 21. Lowers the light beam that has passed through the auxiliary condenser lens 20 so as not to be blocked.

【0071】また、開口絞り22は開口絞り22の開口
部が補助集光レンズ20の光軸から離れるように上昇す
る。
The aperture stop 22 rises so that the aperture of the aperture stop 22 is separated from the optical axis of the auxiliary condenser lens 20.

【0072】更に、視野絞り23は視野絞り23の上端
部が開口絞り22の開口部から射出した光線を、遮断す
ることとならないように下降する。また視野絞り24
は、視野絞り24の開口部が補助集光レンズ20の光軸
上に来るように上昇する。
Further, the field stop 23 descends so that the upper end of the field stop 23 does not block the light beam emitted from the opening of the aperture stop 22. The field stop 24
Rises so that the opening of the field stop 24 is on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20.

【0073】次に、光源17から射出した光線が光ファ
イバ18によって射出部19に導かれ、射出部19から
射出した光線が開口絞り22及び視野絞り24を経て、
コンデンサ25から光軸から離れた光線として、光学系
4のビームスプリッタ28に射出される。これによっ
て、離軸された光線を使って極めて簡単に且つ正確にオ
ートフォーカスをすることができることとなる。
Next, the light beam emitted from the light source 17 is guided to the emission unit 19 by the optical fiber 18, and the light beam emitted from the emission unit 19 passes through the aperture stop 22 and the field stop 24.
The light beam separated from the optical axis from the condenser 25 is emitted to the beam splitter 28 of the optical system 4. This makes it possible to perform autofocus extremely easily and accurately using the off-axis light beam.

【0074】すなわち、離軸した光線が光学系4のビー
ムスプリッタ28に入射すると、対物レンズ26へ反射
され、対物レンズ26の物空間面から半導体ウェーハ9
の検査すべき位置に斜めに照射される。
That is, when the off-axis light beam enters the beam splitter 28 of the optical system 4, it is reflected by the objective lens 26, and the semiconductor wafer 9 from the object space surface of the objective lens 26.
Is irradiated obliquely to the position to be inspected.

【0075】更に、照射された光線は検査すべき位置の
半導体ウェーハ9から反射され対物レンズ26に斜めに
入射し、ビームスプリッタ28及び結像レンズ29を介
して、画像撮像手段6例えばCCDに像が結ばれること
となる。このとき、図4に示すように検査すべき位置の
半導体ウェーハ9の焦点がΔdだけずれているとき
は、結像レンズ29による結像位置では、拡大されたΔ
だけずれることとなり、横方向ではhだけずれる
こととなる。
Further, the irradiated light beam is reflected from the semiconductor wafer 9 at the position to be inspected and obliquely enters the objective lens 26, and is imaged on the image pickup means 6 such as CCD through the beam splitter 28 and the imaging lens 29. Will be tied together. At this time, as shown in FIG. 4, when the focus of the semiconductor wafer 9 at the position to be inspected is deviated by Δd 1 , at the imaging position by the imaging lens 29, the expanded Δ
It will be offset by d 2 and will be offset by h 2 in the horizontal direction.

【0076】このhのずれが画像撮像手段6により電
子情報化され、これにより制御系8からアクチュエータ
30に設けられたフォーカスコイルに電圧が印加され
る。これによって、対物レンズ26がフォーカス方向に
移動され適正な焦点位置が確保されることとなる。すな
わち、画像撮像手段6によりhのずれが認識できない
こととなり、オートフォーカスが終了する。
The deviation of h 2 is converted into electronic information by the image pickup means 6, whereby a voltage is applied from the control system 8 to the focus coil provided in the actuator 30. As a result, the objective lens 26 is moved in the focus direction and a proper focus position is secured. That is, the image pickup means 6 cannot recognize the shift of h 2 and the autofocus ends.

【0077】次に、制御系8の制御下、特定された検査
位置で通常の半導体ウェーハ9の各種欠陥を検査するこ
ととなる。
Next, under the control of the control system 8, various defects of the ordinary semiconductor wafer 9 are inspected at the specified inspection position.

【0078】すなわち、絞り駆動手段27に制御系8の
制御下電源が投入され、開口絞り21は開口絞り21の
開口部が補助集光レンズ20の光軸上に来るように上昇
される。また、開口絞り22は開口絞り21から射出さ
れた光線を遮断しないように開口絞り22の上端部が光
線より下方に降下する。
That is, the diaphragm driving means 27 is powered on under the control of the control system 8, and the aperture diaphragm 21 is raised so that the aperture of the aperture diaphragm 21 is on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20. The upper end of the aperture stop 22 drops below the light beam so that the light beam emitted from the aperture stop 21 is not blocked.

【0079】更に、視野絞り23は視野絞り23の開口
部が補助集光レンズ20の光軸上に来るように上昇され
る。また、視野絞り24は視野絞り23から射出された
光線を遮断しないように視野絞り24の上端部が光線よ
り下方に降下する。
Further, the field stop 23 is raised so that the opening of the field stop 23 is on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20. Further, the field stop 24 lowers the upper end of the field stop 24 below the light beam so as not to block the light beam emitted from the field stop 23.

【0080】これによって、コンデンサ25から光軸に
沿った光線として、光学系4のビームスプリッタ28に
射出される。更に、ビームスプリッタ28で反射され、
対物レンズ26に射出されて検査すべき半導体ウェーハ
9に光軸に沿った光線が照射されることとなる。
As a result, a light beam along the optical axis is emitted from the condenser 25 to the beam splitter 28 of the optical system 4. Further, it is reflected by the beam splitter 28,
The semiconductor wafer 9 to be inspected and emitted to the objective lens 26 is irradiated with a light beam along the optical axis.

【0081】また、半導体ウェーハ9に照射された光線
は、反射等され再び対物レンズ26に戻り、ビームスプ
リッタ28及び結像レンズ29を介して画像撮像手段6
に像を結ぶこととなる。
The light beam applied to the semiconductor wafer 9 is reflected and returned to the objective lens 26 again, and passes through the beam splitter 28 and the image forming lens 29 to pick up the image pickup means 6.
The image will be connected to.

【0082】更に、画像撮像手段6に結ばれた像の電子
情報をモニターテレビ等で見れるように画像処理系7で
処理され、モニターテレビ等で検査することとなる。
Further, the electronic information of the image formed on the image pickup means 6 is processed by the image processing system 7 so that it can be seen on a monitor television or the like, and is inspected on the monitor television or the like.

【0083】このように本実施形態によれば、ケーラー
照明光学系5の開口絞り21と開口絞り22とを、更に
視野絞り23と視野絞り24とを制御系8の制御下、切
り換えることによって、対象物2の観察をするときは光
軸に沿った光線を使用し、オートフォーカスするときは
同じ光源17から射出され、光軸から離軸した光線を使
用することとしたので、オートフォーカス用として別の
光源を使用する場合に比べ、対物レンズ26の色消しの
困難性は解消されると共に構造的に簡単であり安価に製
造できることとなる。
As described above, according to the present embodiment, the aperture stop 21 and the aperture stop 22 of the Koehler illumination optical system 5 and the field stop 23 and the field stop 24 are switched under the control of the control system 8. A light ray along the optical axis is used when observing the object 2, and a light ray emitted from the same light source 17 and decentered from the optical axis is used when autofocusing. Compared to the case of using another light source, the difficulty of achromatization of the objective lens 26 is solved, and the structure is simple and can be manufactured at low cost.

【0084】また、光軸から離軸した光線を使用し対物
レンズ26への入射角による画像撮像手段6における横
変位量を測定し、フォーカス状況を把握することとした
ので、極めて精密で正確なオートフォーカスができるこ
ととなった。更に、信号処理が極めて高速に行える為、
同色オートフォーカス手法として広く行われている画像
コントラスト法に比べ、収束速度が極めて速くなる。
Further, since the lateral displacement amount in the image pickup means 6 is measured by the incident angle to the objective lens 26 by using the light beam deviated from the optical axis, and the focus situation is grasped, it is extremely precise and accurate. Autofocus is now possible. Furthermore, because signal processing can be performed at extremely high speed,
The convergence speed is extremely high as compared with the image contrast method which is widely used as the same-color autofocus method.

【0085】従って、深紫外線を使用し例えば、半導体
ウェーハ9に存在する各種欠陥及び、半導体プロセスの
リソグラフィ工程において、半導体ウェーハ9上に形成
されたパターンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測
する目的で使用するのに最適である。
Therefore, by using deep ultraviolet rays, for example, various defects existing in the semiconductor wafer 9 and the dimension, overlay accuracy, etc. of the pattern formed on the semiconductor wafer 9 are inspected and measured in the lithography process of the semiconductor process. Great for use on purpose.

【0086】次に、図5は本発明の第2の実施の形態に
係る光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構成図、図
6は対象物の焦点調整する場合の光学式顕微鏡を示す光
学系及び制御系の構成図である。なお、図5及び図6に
おいて第1の実施態様で示した図1及び図3における構
成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すも
のとし、その説明を省略する。
Next, FIG. 5 is a block diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows an optical microscope when the focus of an object is adjusted. It is a block diagram of an optical system and a control system. 5 and 6, the same components as those in FIGS. 1 and 3 shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0087】図5に示すように、ケーラー照明光学系5
の開口絞り21及び22の代わりに開口絞り用液晶素子
31が設けられ更に、視野絞り23及び24の代わりに
視野絞り用液晶素子32が設けられており、制御系8に
より制御される。
As shown in FIG. 5, the Koehler illumination optical system 5
The aperture stop liquid crystal element 31 is provided in place of the aperture stops 21 and 22, and the field stop liquid crystal element 32 is provided in place of the field stop 23 and 24, and is controlled by the control system 8.

【0088】図5及び図6を参照しながら本実施形態の
動作について説明する。ここで半導体ウェーハ9の検査
すべき位置を光学系4直下に移動させるまでは、第1の
実施の形態の場合と同一である。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. Here, it is the same as the case of the first embodiment until the position of the semiconductor wafer 9 to be inspected is moved to directly below the optical system 4.

【0089】次に、オートフォーカスをすることとなる
が、オートフォーカス開始用スイッチがスイッチオンさ
れると制御系8の制御下で開口絞り用液晶素子31に、
補助集光レンズ20の光軸から離軸した所に光線を透過
する部分ができるように電圧が印加される。
Next, autofocus is performed. When the autofocus start switch is turned on, the liquid crystal element 31 for the aperture stop is controlled by the control system 8.
A voltage is applied so that a portion for transmitting light rays is formed at a position off the optical axis of the auxiliary condenser lens 20.

【0090】また、視野絞り用液晶素子32には、補助
集光レンズ20の光軸上に光線を透過する部分ができる
ように電圧が印加される。更に、この透過部分は結像レ
ンズ29から射出した光線が、画像撮像手段6にスポッ
トを結ぶように、画像撮像手段6の撮像範囲より十分に
小さいものとなっている。
Further, a voltage is applied to the field stop liquid crystal element 32 so that a portion for transmitting light rays is formed on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20. Further, this transmission portion is sufficiently smaller than the image pickup range of the image pickup means 6 so that the light beam emitted from the imaging lens 29 forms a spot on the image pickup means 6.

【0091】これによって、第1の実施形態と同様コン
デンサ25から光学系4のビームスプリッタ28に向け
て光軸から離れた光線が射出されることとなり、光学系
4により画像撮像手段6に像が結像され、この情報に基
づいて制御系8の制御下、アクチュエータ30に電圧が
印加されオートフォーカスがなされる。
As a result, as in the first embodiment, the condenser 25 emits a light beam away from the optical axis toward the beam splitter 28 of the optical system 4, and the optical system 4 forms an image on the image pickup means 6. An image is formed, and a voltage is applied to the actuator 30 under the control of the control system 8 based on this information to perform autofocus.

【0092】次に、制御系8の制御下、特定された検査
位置で通常の半導体ウェーハ9の各種欠陥を検査するこ
ととなる。
Next, under the control of the control system 8, various defects of the ordinary semiconductor wafer 9 are inspected at the specified inspection position.

【0093】すなわち、制御系8の制御下、開口絞り用
液晶素子31に補助集光レンズ20の光軸上に光線を透
過する部分ができるように電圧が印加される。
That is, under the control of the control system 8, a voltage is applied to the liquid crystal element 31 for the aperture stop so that a portion for transmitting light rays is formed on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20.

【0094】また、視野絞り用液晶素子32にも、補助
集光レンズ20の光軸上に光線を透過する部分ができる
ように電圧が印加される。
A voltage is also applied to the field stop liquid crystal element 32 so that a portion for transmitting light rays is formed on the optical axis of the auxiliary condenser lens 20.

【0095】これによって、第1の実施形態と同様コン
デンサ25から光学系4のビームスプリッタ28に向け
て光軸に沿った光線が射出されることとなり、光学系4
により画像撮像手段6に像が結像される。また、画像撮
像手段6に結ばれた像の電子情報はモニターテレビ等で
見れるように画像処理系7で処理され、モニターテレビ
等で半導体ウェーハ9のパターン等を検査することとな
る。
As a result, similarly to the first embodiment, a light beam along the optical axis is emitted from the condenser 25 toward the beam splitter 28 of the optical system 4, and the optical system 4
Thus, an image is formed on the image pickup means 6. Further, the electronic information of the image formed on the image pickup means 6 is processed by the image processing system 7 so that it can be seen on a monitor television or the like, and the pattern or the like of the semiconductor wafer 9 is inspected on the monitor television or the like.

【0096】このように本実施形態によれば、開口絞り
21,22及び視野絞り23,24の代わりに開口絞り
用液晶素子31及び視野絞り用液晶素子32を使用する
こととしたので、機械的に駆動する機構が不要となり機
械的磨耗もなくなる。また、部品点数を少なくできるの
で、スペース的にもコンパクトにすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the aperture diaphragm liquid crystal element 31 and the field diaphragm liquid crystal element 32 are used instead of the aperture diaphragms 21 and 22 and the field diaphragms 23 and 24. There is no need for a mechanism to drive to eliminate mechanical wear. Moreover, since the number of parts can be reduced, the space can be made compact.

【0097】次に、図7は本発明の第3の実施の形態に
係る光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構成図、図
8は対象物の焦点調整する場合の光学式顕微鏡を示す光
学系及び制御系の構成図、図9はオートフォーカスをす
るときの光学式顕微鏡1における動作を示すフローチャ
ートである。なお、図7及び図8において第1の実施形
態で示した図1及び図3における構成要素と同一の構成
要素については同一の符号を付すものとし、その説明を
省略する。
Next, FIG. 7 is a block diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an optical microscope when the focus of an object is adjusted. FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the optical microscope 1 when autofocusing is performed. In addition, in FIGS. 7 and 8, the same components as those in FIGS. 1 and 3 shown in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0098】図7に示すように、光学系4のアクチュエ
ータ30に距離検出用光源33及び検出部34が設けら
れ、制御系8により制御されている。ここで距離検出用
光源33として例えばレーザダイオードが用いれられ、
検出部34としてはフォトディテクタが用いれられる。
As shown in FIG. 7, the actuator 30 of the optical system 4 is provided with the distance detecting light source 33 and the detecting section 34, and is controlled by the control system 8. Here, for example, a laser diode is used as the distance detection light source 33,
A photo detector is used as the detection unit 34.

【0099】図7、図8及び図9を参照しながら本実施
形態の動作について説明する。ここで半導体ウェーハ9
の検査すべき位置を光学系4直下に移動させるまでは、
第1の実施の形態の場合と同一である。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. Semiconductor wafer 9
Until the position to be inspected of is moved directly below the optical system 4,
This is the same as the case of the first embodiment.

【0100】次に、オートフォーカスをすることとなる
が、オートフォーカス開始用スイッチがスイッチオンさ
れると(ステップ101)、まず制御系8の制御下、距離
検出用光源33から対象物2である半導体ウェーハ9の
観測すべき位置に光線が射出される。
Next, autofocus is performed. When the autofocus start switch is turned on (step 101), first, the distance detection light source 33 is moved to the object 2 under the control of the control system 8. A light beam is emitted to a position on the semiconductor wafer 9 to be observed.

【0101】更に、距離検出用光源33から射出された
光線は、半導体ウェーハ9により反射され検出部に入射
する(ステップ102)。この検出部に入射した光線は電
気信号となり制御系8の制御下、可動ステージ3のZス
テージ11が駆動用モータ16によってフォーカス方向
に移動される(ステップ103)。
Further, the light beam emitted from the distance detecting light source 33 is reflected by the semiconductor wafer 9 and enters the detecting portion (step 102). The light beam incident on the detection unit becomes an electric signal, and the Z stage 11 of the movable stage 3 is moved in the focus direction by the drive motor 16 under the control of the control system 8 (step 103).

【0102】これによって、半導体ウェーハ9と検出部
34との距離が調整され、予備的に大まかな半導体ウェ
ーハ9の焦点位置の調整がされることとなる(ステップ
104)。
As a result, the distance between the semiconductor wafer 9 and the detector 34 is adjusted, and preliminary rough adjustment of the focal position of the semiconductor wafer 9 is performed (step 104).

【0103】次に、制御系8の制御下、絞り駆動手段2
7によって開口絞り21が光軸の下に降下させられると
共に、開口絞り22の開口部が光軸から離れるように上
昇させられる。また、視野絞り23が、光軸の下に降下
させられると共に、視野絞り24は開口部が光軸上に来
るように上昇させられる(ステップ105)。
Next, under the control of the control system 8, the diaphragm driving means 2
The aperture stop 21 is moved down by the optical axis 7 and the aperture of the aperture stop 22 is lifted away from the optical axis. Further, the field stop 23 is lowered below the optical axis, and the field stop 24 is raised so that the opening is on the optical axis (step 105).

【0104】これによって、光源から射出した光線が光
軸から離れた光線として光学系4のビームスプリッタ2
8に入射され、対物レンズ26を介して半導体ウェーハ
9に斜めに照射される。更に、半導体ウェーハ9からの
反射光は対物レンズ26、ビームスプリッタ28及び結
像レンズ29を介して画像撮像手段6に像を結ぶ。
As a result, the light beam emitted from the light source is treated as a light beam separated from the optical axis by the beam splitter 2 of the optical system 4.
8 and is obliquely irradiated to the semiconductor wafer 9 through the objective lens 26. Further, the reflected light from the semiconductor wafer 9 forms an image on the image pickup means 6 via the objective lens 26, the beam splitter 28, and the imaging lens 29.

【0105】このとき、予備的オートフォーカスでまだ
残っていたデフォーカスによる画像撮像手段6の受光面
での横変位量が検出されることとなる(ステップ10
6)。
At this time, the amount of lateral displacement on the light receiving surface of the image pickup means 6 due to the defocus still remaining in the preliminary autofocus is detected (step 10).
6).

【0106】次に、制御系8の制御下、対物レンズ26
に設けられたアクチュエータ30に電圧が印加され(ス
テップ107)、対物レンズ26がフォーカス方向に移
動される。
Next, under the control of the control system 8, the objective lens 26
A voltage is applied to the actuator 30 provided in the (step 107), and the objective lens 26 is moved in the focus direction.

【0107】これによって、半導体ウェーハ9の焦点位
置がベスト位置となり、オートフォーカスが終了するこ
ととなる(ステップ108)。
As a result, the focal position of the semiconductor wafer 9 becomes the best position, and the autofocus is completed (step 108).

【0108】この後、制御系8の制御下、特定された検
査位置で通常の半導体ウェーハ9の各種欠陥を検査する
こととなるが、第1の実施の形態の場合と同じである。
After that, various defects of the ordinary semiconductor wafer 9 are inspected at the specified inspection position under the control of the control system 8, which is the same as in the case of the first embodiment.

【0109】このように本実施形態によれば、離軸式に
よるオートフォーカスの前に別に設けられた距離検出用
光源33及び検出部34により、予備的にオートフォー
カスすることとしたので、アクチュエータ30によるオ
ートフォーカスのダイナミックレンジが狭い場合に、確
実に高精度のオートフォーカスができることとなる。
As described above, according to this embodiment, since the distance detection light source 33 and the detection unit 34 separately provided before the off-axis type autofocusing preliminarily perform autofocusing, the actuator 30 is used. When the dynamic range of autofocus due to is narrow, high-precision autofocus can be reliably performed.

【0110】なお、本発明は上述したいずれの実施形態
にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変形
して実施できる。
The present invention is not limited to any of the above-mentioned embodiments, and can be carried out by appropriately modifying it within the scope of the technical idea of the present invention.

【0111】例えば、上述の実施形態では、オートフォ
ーカス用の画像撮像手段6と顕微鏡観察用の画像撮像手
段6とを兼用しているが、光路途中にビームスプリッタ
等を設け、オートフォーカス用の光学系及び画像撮像手
段を設けても良い。この場合、オートフォーカス用の光
学系として、必要なオートフォーカス精度により光学系
の焦点距離を決定すれば良い。
For example, in the above-described embodiment, the image pickup means 6 for autofocus and the image pickup means 6 for microscope observation are used in common, but a beam splitter or the like is provided in the middle of the optical path to provide an optical element for autofocus. A system and image capturing means may be provided. In this case, as the optical system for autofocus, the focal length of the optical system may be determined by the required autofocus accuracy.

【0112】また、オートフォーカス用の光学系は顕微
鏡観察用の光学系と兼用しても構わない。
The optical system for autofocus may be combined with the optical system for microscope observation.

【0113】更に、オートフォーカス用の画像撮像手段
としては、2次元の画像撮像手段である必要は無く、2
分割ディテクタ及びラインCCD等の離軸方向に感度及
び変調度のある1次元型光電変換素子であっても構わな
い。この場合、視野絞り24は2分割ディテクタ等の受
光素子の受光エリアに合わせて、領域を決定してやれば
良い。
Furthermore, the image pickup means for autofocus need not be a two-dimensional image pickup means,
It may be a one-dimensional photoelectric conversion element having sensitivity and modulation in the off-axis direction, such as a split detector and a line CCD. In this case, the field stop 24 may determine the area according to the light receiving area of the light receiving element such as the two-divided detector.

【0114】これにより、顕微鏡観察用の画像撮像手段
6をオートフォーカス用の画像撮像手段6として使用す
るための制御等が不要となり、制御系8等がより効率的
なものとなり、より迅速な処理が可能となる。
This eliminates the need for control or the like for using the image pickup means 6 for microscope observation as the image pickup means 6 for autofocusing, and makes the control system 8 and the like more efficient and quicker processing. Is possible.

【0115】また、上述の実施形態では、離軸式による
オートフォーカスにおいてアクチュエータ30によりフ
ォーカス方向へ移動したが、これに限られるものでな
い。例えば、アクチュエータ30によるフォーカス方向
への移動をせず、可動ステージ3のZステージ11を駆
動用モータ16でフォーカス方向へ移動させてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the actuator 30 is moved in the focus direction in the off-axis type auto focus, but the present invention is not limited to this. For example, the Z stage 11 of the movable stage 3 may be moved in the focus direction by the drive motor 16 without moving the actuator 30 in the focus direction.

【0116】これによって、対物レンズ26の構造が簡
単となり安価な装置とすることができる。
As a result, the structure of the objective lens 26 is simplified and the device can be made inexpensive.

【0117】更に、アクチュエータ30による対物レン
ズ26のフォーカス方向への移動と、駆動用モータ16
によるZステージ11のフォーカス方向への移動とを両
方行っても良い。
Further, the movement of the objective lens 26 in the focus direction by the actuator 30 and the driving motor 16
Both the movement of the Z stage 11 in the focus direction by the above may be performed.

【0118】これによって、Zステージ11によりフォ
ーカス方向に移動させると同時に、対物レンズをフォー
カス方向に移動させることができるので、オートフォー
カスが更にスピードアップされると共により精度が高く
なる。
As a result, since the objective lens can be moved in the focus direction at the same time as being moved by the Z stage 11 in the focus direction, the autofocus is further speeded up and the accuracy is increased.

【0119】また、上述の実施形態では、開口絞り2
1,22及び視野絞り23,24の開口面積の設定は例
えば板状のものに適宜、孔を開けて使用するか、液晶素
子においては制御系8により適宜、透過部分が設けられ
たが、1つの絞りにおいて複数の板を使用し開口面積を
可変にした絞りを使用しても良い。これによって、部品
点数が少なく済み装置が安価なものとなる。
Further, in the above embodiment, the aperture stop 2
For setting the opening areas of the apertures 1 and 22 and the field diaphragms 23 and 24, for example, a plate-like one is used by appropriately forming holes, or in the liquid crystal element, a transmission part is appropriately provided by the control system 8. It is also possible to use a diaphragm in which a plurality of plates are used in one diaphragm and the aperture area is made variable. As a result, the number of parts is small and the device is inexpensive.

【0120】更に、上述の実施形態では、開口絞り21
と22とを切り替えて使用したが、1枚の開口絞りを開
口部分が光軸上あるいは、光軸から離れたところに来る
ように移動させ、開口部の位置を変更させて使用しても
良い。これによって、更に構造が簡単となると共に、安
価な装置にできる。
Further, in the above embodiment, the aperture stop 21
However, it is also possible to change the position of the aperture by moving one aperture stop so that the aperture is on the optical axis or at a position away from the optical axis. . This further simplifies the structure and makes the device less expensive.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象物の観察用光源によりオートフォーカスできる。
As described above, according to the present invention,
It can be auto-focused by the light source for observing the object.

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

【図1】本発明の実施形態に係る光学式顕微鏡を示す光
学系及び制御系の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係る可動ステージを示す斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a movable stage according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態に係る対象物の焦点調整する
場合の光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構成図で
ある。
FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope in the case of adjusting the focus of an object according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態に係る離軸式オートフォーカ
スを示すケーラー照明系及び光学系である。
FIG. 4 is a Koehler illumination system and an optical system showing off-axis autofocus according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る光学式顕微鏡を
示す光学系及び制御系の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る対象物の焦点調
整する場合の光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope in the case of adjusting the focus of an object according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態に係る光学式顕微鏡を
示す光学系及び制御系の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施形態に係る対象物の焦点調
整する場合の光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構
成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system and a control system showing an optical microscope in the case of adjusting a focus of an object according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施形態に係るオートフォーカ
スをするときの光学式顕微鏡1における動作を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing an operation in the optical microscope 1 when performing autofocus according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学式顕微鏡 2 対象物 4 光学系 5 ケーラー照明光学系 6 画像撮像手段 17 光源 21,22 開口絞り 23,24 視野絞り 26 対物レンズ 30 アクチュエータ 31 開口絞り用液晶素子 32 視野絞り用液晶素子 33 距離検出用光源 34 検出部 1 Optical microscope 2 object 4 Optical system 5 Koehler illumination optical system 6 Image capturing means 17 Light source 21,22 aperture stop 23, 24 Field stop 26 Objective Lens 30 actuators 31 Liquid crystal element for aperture stop 32 Liquid crystal element for field stop 33 Light source for distance detection 34 Detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 21/06 G02B 7/11 J 21/24 D B Fターム(参考) 2H044 DA01 DB00 DC02 2H051 AA10 AA11 BA47 BA72 BB11 CB06 CC03 CC04 CC13 DA02 DD10 FA47 2H052 AC02 AC04 AC12 AC18 AC26 AC34 AD09 AD19 AD21 AD35─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 21/06 G02B 7/11 J 21/24 D B F term (reference) 2H044 DA01 DB00 DC02 2H051 AA10 AA11 BA47 BA72 BB11 CB06 CC03 CC04 CC13 DA02 DD10 FA47 2H052 AC02 AC04 AC12 AC18 AC26 AC34 AD09 AD19 AD21 AD35

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の軸である光軸に沿って照射される
観測用の第1の光線及び前記第1の軸と離れた第2の軸
に沿って照射されるオートフォーカス用の第2の光線を
射出する照明手段と、 前記照明手段により射出された光線を対象物に照射さ
せ、前記対象物の反射、回折又は散乱光を結像位置に結
像させる光学系と、 前記結像位置に配置された画像撮像手段と、 前記光学系を介して前記第2の光線を対象物に照射させ
ると共に、前記対象物の反射光を前記画像撮像手段に結
像させ、前記画像撮像手段により得られる信号に基づい
て前記光学系における前記対象物の焦点位置の調整をす
るオートフォーカス手段とを具備することを特徴とする
光学式顕微鏡。
1. A first ray for observation emitted along an optical axis which is a first axis, and a first ray for autofocus emitted along a second axis apart from the first axis. An illuminating unit that emits two light rays; an optical system that irradiates the object with the light beam emitted by the illuminating unit and forms an image of reflected, diffracted, or scattered light of the object at an imaging position; Image pickup means arranged at a position, and irradiating the object with the second light beam through the optical system, and forming an image of reflected light of the object on the image pickup means. An optical microscope, comprising: an autofocus unit that adjusts a focus position of the object in the optical system based on a signal obtained.
【請求項2】 請求項1に記載の光学式顕微鏡におい
て、 前記照明手段は、前記光線を射出する光源と、前記光源
による光線の光軸上に開口部を設けた開口絞り及び前記
開口絞りから射出した光線の光軸上に開口部を設けた視
野絞りを有するケーラー照明光学系とが設けられ、 前記開口絞りの前記開口部の位置を変更自在とし、更に
前記視野絞りの開口部の開口面積を変更自在とすること
を特徴とする光学式顕微鏡。
2. The optical microscope according to claim 1, wherein the illumination unit includes a light source that emits the light beam, an aperture stop having an opening on the optical axis of the light beam from the light source, and the aperture stop. A Koehler illumination optical system having a field stop having an opening on the optical axis of the emitted light beam is provided, the position of the opening of the aperture stop is changeable, and the opening area of the opening of the field stop is changed. An optical microscope characterized by being able to change.
【請求項3】 請求項2に記載の光学式顕微鏡におい
て、 前記開口絞り及び前記視野絞りは、それぞれ開口絞り用
液晶素子及び視野絞り用液晶素子であることを特徴とす
る光学式顕微鏡。
3. The optical microscope according to claim 2, wherein the aperture stop and the field stop are a liquid crystal element for an aperture stop and a liquid crystal element for a field stop, respectively.
【請求項4】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
項に記載の光学式顕微鏡において、 前記オートフォーカス手段は、前記光学系に設けられた
対物レンズをフォーカス方向に移動させるアクチュエー
タを有することを特徴とする光学式顕微鏡。
4. Any one of claims 1 to 3
Item 5. The optical microscope according to Item 4, wherein the autofocus unit has an actuator that moves an objective lens provided in the optical system in a focus direction.
【請求項5】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
項に記載の光学式顕微鏡において、 前記対象物を保持する保持機構を更に具備し、 前記オートフォーカス手段は、前記保持機構をフォーカ
ス方向に移動させる移動手段を有することを特徴とする
光学式顕微鏡。
5. Any one of claims 1 to 3
Item 5. The optical microscope according to Item 4, further comprising a holding mechanism that holds the object, wherein the autofocus means has a moving means that moves the holding mechanism in a focus direction.
【請求項6】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
項に記載の光学式顕微鏡において、 前記オートフォーカス手段は、 前記光学系に設けられた前記対物レンズをフォーカス方
向に移動させる前記アクチュエータと、 前記保持機構をフォーカス方向に移動させる前記移動手
段とを具備することを特徴とする光学式顕微鏡。
6. Any one of claims 1 to 3
In the optical microscope according to the item 1, the autofocus unit includes the actuator that moves the objective lens provided in the optical system in a focus direction, and the moving unit that moves the holding mechanism in the focus direction. An optical microscope characterized by:
【請求項7】 請求項4から請求項6のうちいずれか1
項に記載の光学式顕微鏡において、 前記光学系の前記対物レンズに設けられ、前記対象物に
光線を照射する距離検出用の光源と、前記対象物により
反射された反射光を検出する検出部とを更に具備し、 前記オートフォーカス手段は、前記検出部からの信号に
より前記対象物と前記検出部との距離を予備的に調整し
た後、前記光学系における前記対象物の焦点位置の調整
をすることを特徴とする光学式顕微鏡。
7. Any one of claims 4 to 6
In the optical microscope according to the item 1, provided in the objective lens of the optical system, a light source for distance detection that irradiates the object with light rays, and a detection unit that detects reflected light reflected by the object. The autofocus means further preliminarily adjusts a distance between the object and the detection unit by a signal from the detection unit, and then adjusts a focus position of the object in the optical system. An optical microscope characterized in that
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