JP2019109302A - Illumination optical system, optical inspection device, and optical microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光学系、光学検査装置及び光学顕微鏡に関する。 The present invention relates to an illumination optical system, an optical inspection apparatus, and an optical microscope.
例えば、半導体ウェハの検査には、光学検査装置が一般的に用いられる(例えば、下記特許文献1を参照。)。光学検査装置では、検査対象となる半導体ウェハに照明光を照射し、半導体ウェハの表面で反射した光によって得られる画像を撮像し、この画像から欠陥の有無等を検査することが行われている。また、光学顕微鏡においても、観察対象に照明光を照射し、その透過光又は反射光によって得られる画像を撮像することがある。 For example, an optical inspection apparatus is generally used to inspect a semiconductor wafer (see, for example, Patent Document 1 below). In the optical inspection apparatus, a semiconductor wafer to be inspected is irradiated with illumination light, an image obtained by the light reflected on the surface of the semiconductor wafer is captured, and the presence or absence of a defect is inspected from this image. . Moreover, also in an optical microscope, illumination light may be irradiated to observation object and the image obtained by the transmitted light or reflected light may be imaged.
ところで、半導体デバイスの微細化に伴って、検出すべき欠陥サイズも微細になっている。例えば、光学検査装置では、欠陥サイズが10nm程度となり、光の回折限界を大きく下回ると、欠陥信号が非常に微弱となり、欠陥の検出が困難となる。 By the way, with the miniaturization of semiconductor devices, the size of defects to be detected is becoming finer. For example, in an optical inspection apparatus, when the defect size is about 10 nm and greatly falls below the diffraction limit of light, the defect signal becomes very weak and detection of the defect becomes difficult.
光学検査装置では、半導体ウェハに対する欠陥の検出感度を上げる方法として、光学解像度を向上させることが欠陥信号の強調に有効である。一般的に、光学解像度は、使用する照明光の高輝度化や短波長化、対物レンズの高NA(開口数)化などによって向上する。 In the optical inspection apparatus, as a method of enhancing the detection sensitivity of a defect on a semiconductor wafer, it is effective to enhance the optical resolution to emphasize a defect signal. In general, the optical resolution is improved by increasing the luminance and shortening the wavelength of illumination light to be used, increasing the NA (numerical aperture) of the objective lens, and the like.
一方、照明方法に着目すると、被照射面からの反射光や散乱光を積極的に利用した輪帯照明による暗視野照明法が微細構造の観察に適している。例えば、OAI(Off Axis Illumination)と呼ばれる暗視野照明法では、検出感度を向上させる光学技術として実用化されている。 On the other hand, focusing on the illumination method, a dark field illumination method using annular illumination that positively utilizes reflected light and scattered light from the surface to be illuminated is suitable for observation of fine structures. For example, in the dark field illumination method called OAI (Off Axis Illumination), it is put to practical use as an optical technique for improving the detection sensitivity.
暗視野照明法では、検査対象となる試料(被照射面)に対して、使用する対物レンズのNAよりも大きなNAの照明光を対物レンズの外側から検出側の光学系に直接入射しないように斜めに照明し、その散乱光や回析光を検出する。しかしながら、暗視野照明法の場合、照明光の瞳面のうち、中央部分を遮光し、外周部分の光を透光させる輪帯照明用の開口絞りを用いて、輪帯(円環)状の照明光を形成している。この場合、照明光の中央部分の光線(光束)は、開口絞りにより遮断されるため、光の利用損失が大きくなる。このため、従来の光学検査装置では、検査に必要な光量が不足し、検査時間が増加することによって、生産性が低下するといった問題があった。 In the dark field illumination method, illumination light of NA larger than the NA of the objective lens to be used is not directly incident on the optical system on the detection side from the outside of the objective lens with respect to the sample to be inspected (surface to be illuminated). Illuminate obliquely and detect the scattered light and diffracted light. However, in the case of the dark field illumination method, using an aperture stop for annular illumination that shields the central portion of the pupil plane of the illumination light and transmits the light of the outer peripheral portion, It forms illumination light. In this case, the light beam (light flux) at the central portion of the illumination light is blocked by the aperture stop, so the loss of light utilization becomes large. For this reason, in the conventional optical inspection apparatus, there is a problem that the light amount necessary for the inspection is insufficient, and the inspection time is increased, thereby reducing the productivity.
本発明の態様の一つは、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、光量の損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光を得ることを可能とした照明光学系、並びに、そのような照明光学系を備えることによって、暗視野観察における光学解像度の更なる向上を可能とした光学検査装置及び光学顕微鏡を提供することを目的の一つとする。
を提供することを目的とする。
One of the aspects of the present invention is proposed in view of such conventional circumstances, and an illumination optical system capable of obtaining illumination light optimum for dark field illumination while suppressing the loss of light quantity. An object of the present invention is to provide an optical inspection apparatus and an optical microscope which can further improve the optical resolution in dark field observation by providing such an illumination optical system.
Intended to provide.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔1〕 本発明の第1の態様に係る照明光学系は、光源からの照明光を被照射面に照射する照明光学系であって、前記光源からの照明光を集光させる集光光学系と、前記集光光学系により集光された照明光の瞳面のうち、その中央部分を遮光する遮光領域と、その外周部分を透光させる透光領域とを含み、前記透光領域を透光した光線により輪帯状の照明光を形成する開口絞りと、前記開口絞りにより形成された輪帯状の照明光を前記被照射面に向けて照射するコンデンサ光学系と、前記集光光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光のうち、前記透光領域に入射する角度の光線の強度が最大となるように、前記照明光の光線角度分布を制御する光線角度制御光学系とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1] The illumination optical system according to the first aspect of the present invention is an illumination optical system that illuminates illumination light from a light source on a surface to be illuminated, and is a condensing optical system that condenses illumination light from the light source And a light shielding area for shielding the central part of the pupil plane of the illumination light collected by the light collecting optical system, and a light transmitting area for transmitting light on the outer peripheral part, and the light transmitting area is transparent An aperture stop that forms a ring-shaped illumination light by the light beam; a condenser optical system that irradiates the ring-shaped illumination light formed by the aperture stop toward the light receiving surface; the focusing optical system; The illumination light is disposed in the light path between the aperture stop and the illumination light so as to maximize the intensity of the light beam having an angle incident on the light transmission region among the illumination light collected by the light collection optical system And a beam angle control optical system for controlling the beam angle distribution of the Ru.
〔2〕 前記〔1〕の照明光学系において、前記光線角度制御光学系は、中央部に開口部と、前記開口部の周囲に凹面状の第1の反射面とを有して、前記第1の反射面を前記照明光が入射する側に向けて配置された第1のミラーと、凸面状の第2の反射面を有して、前記第2の反射面を前記開口部と対向する側に向けて配置された第2のミラーとを含み、前記集光光学系により集光された照明光のうち、その中央部分の光線を前記第2のミラーにより遮光し、その外周部分の光線を前記第1の反射面で反射した後、前記第2の反射面で反射することによって、前記開口部から前記第2の反射面で反射された光線を通過させる構成であってもよい。 [2] In the illumination optical system of the above-mentioned [1], the light beam angle control optical system has an opening at the center and a concave first reflecting surface around the opening, A first mirror disposed with the reflection surface of 1 facing the side on which the illumination light is incident, and a convex second reflection surface, and the second reflection surface is opposed to the opening And a second mirror arranged toward the side, and of the illumination light condensed by the condensing optical system, the light ray of the central part is blocked by the second mirror, and the light ray of the outer peripheral part The light reflected by the first reflection surface may be reflected by the second reflection surface to pass the light beam reflected by the second reflection surface from the opening.
〔3〕 前記〔2〕に記載の照明光学系において、前記第1の反射面と前記第2の反射面との少なくとも一方が非球面である構成であってもよい。 [3] In the illumination optical system described in [2], at least one of the first reflection surface and the second reflection surface may be aspheric.
〔4〕 前記〔2〕又は〔3〕に記載の照明光学系において、前記第1のミラー及び前記第2のミラーを収容するホルダと、前記第2のミラーを支持する透光性の支持部材とを備える構成であってもよい。 [4] In the illumination optical system according to the above [2] or [3], a holder for accommodating the first mirror and the second mirror, and a translucent support member for supporting the second mirror And may be configured.
〔5〕 前記〔1〕に記載の照明光学系において、前記光線角度制御光学系は、前記集光光学系側から順に、正の屈折力を有する第1のレンズと、負の屈折力を有する第2のレンズとを含む構成であってもよい。 [5] In the illumination optical system described in [1], the light beam angle control optical system has a first lens having positive refractive power and negative refractive power in order from the condensing optical system side. It may be configured to include a second lens.
〔6〕 前記〔5〕に記載の照明光学系において、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの少なくとも一方が非球面レンズである構成であってもよい。 [6] In the illumination optical system according to [5], at least one of the first lens and the second lens may be an aspheric lens.
〔7〕 前記〔1〕〜〔6〕の何れか一項に記載の照明光学系において、前記集光光学系と前記光線角度制御光学系との間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光を平行化するコリメータレンズを備える構成であってもよい。 [7] The illumination optical system according to any one of the above [1] to [6], which is disposed in an optical path between the condensing optical system and the light beam angle control optical system, A collimator lens may be provided to collimate the illumination light collected by the optical system.
〔8〕 前記〔1〕〜〔7〕の何れか一項に記載の照明光学系において、前記光線角度制御光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記光線角度制御光学系を通過した光を均一化させるインテグレータ光学系を備える構成であってもよい。 [8] The illumination optical system according to any one of the above [1] to [7], which is disposed in the optical path between the light beam angle control optical system and the aperture stop, It may be configured to include an integrator optical system that homogenizes the light that has passed through the system.
〔9〕 本発明の第2の態様に係る光学検査装置は、前記〔1〕〜〔8〕の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする。 [9] An optical inspection apparatus according to a second aspect of the present invention includes the illumination optical system according to any one of the above [1] to [8].
〔10〕 本発明の第3の態様に係る光学検査装置は、前記〔1〕〜〔8〕の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする。 [10] An optical inspection apparatus according to a third aspect of the present invention includes the illumination optical system according to any one of the above [1] to [8].
以上のように、本発明によれば、光量の損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光を得ることを可能とした照明光学系、並びに、そのような照明光学系を備えることによって、暗視野観察における光学解像度の更なる向上を可能とした光学検査装置及び光学顕微鏡を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, by providing an illumination optical system capable of obtaining illumination light optimum for dark field illumination while suppressing the loss of light quantity, and by providing such an illumination optical system, It is possible to provide an optical inspection apparatus and an optical microscope which can further improve the optical resolution in dark field observation.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明では、各構成要素を見易くするため、図面において構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the following description, in order to make each component easy to see, the scale of dimensions may be shown differently depending on the component in the drawings.
本発明の一実施形態として、例えば図1〜図4に示す照明光学系1を備えた光学検査装置100について説明する。
なお、図1は、照明光学系1を備える光学検査装置100の構成を示す模式図である。図2は、照明光学系1が備える光線角度制御光学系の一構成例を示す模式図である。図3は、光線角度制御光学系がホルダ内に収容された状態を示す断面図である。図4は、ホルダ内において第2のミラーを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。
As an embodiment of the present invention, an
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an
本実施形態の光学検査装置100は、図1に示すように、例えば検査対象となる半導体ウェハ(以下、単にウェハという。)Wの表面(被照射面)における欠陥の有無等を暗視野照明法により検出するものである。
As shown in FIG. 1, the
暗視野照明法では、ウェハWの表面に対して、使用する対物レンズ(図示せず。)のNAよりも大きなNAの照明光Lを対物レンズの外側から検出側の光学系(図示せず。)に直接入射しないように斜めに照明し、その散乱光や回析光を検出する。 In the dark field illumination method, the illumination light L having a larger NA than the NA of the objective lens (not shown) used on the surface of the wafer W is an optical system (not shown) on the detection side from the outside of the objective lens. Illuminate obliquely so as not to be directly incident on the) and detect its scattered light and diffracted light.
具体的に、この光学検査装置100は、光源2からの照明光LをウェハWの表面に照射する照明光学系1を概略備えている。なお、本実施形態の光学検査装置100では、光源2として、深紫外線領域(例えば240nm付近)にピーク波長を有する無電極ランプを用いているが、その検査対象に合わせて、使用する光源2を適宜変更することが可能である。
Specifically, the
また、本実施形態の光学検査装置100は、本発明の特徴部分である照明光学系1以外にも、ウェハWが載置された状態で走査される走査ステージや、ウェハWの表面からの散乱光や回析光を集光させる対物レンズ、対物レンズにより集光された像を結像する結像光学系、結像光学系により結像された像を撮像する撮像装置等を備えた構成となっているが、本発明の特徴部分ではないため、その説明を省略するものとする。
In addition to the illumination optical system 1 which is a feature of the present invention, the
本実施形態の照明光学系1は、集光光学系3と、インテグレータ光学系4と、開口絞り5と、コンデンサ光学系6と、光線角度制御光学系7とを概略備えている。なお、本実施形態の照明光学系1は、上述した構成以外にも、各種フィルタや視野絞り等を備えた構成となっているが、本発明の特徴部分ではないため、その説明を省略するものとする。
The illumination optical system 1 of the present embodiment generally includes a condensing
集光光学系3は、光源2から出射された光Lを集光しながら反射するリフレクタ8と、リフレクタ8により集光された光Lを略直角(90°)に折り曲げて反射する平面ミラー9とを有している。
The condensing
リフレクタ8は、光源2の背面側の周囲を囲むように配置されて、その半径方向の断面形状が楕円線を描くように形成された内側反射面8aを有している。リフレクタ8は、この内側反射面8aで反射された照明光Lを、後述するロッドインテグレータ10の入射面10aに向かって集光させる。
The reflector 8 is disposed so as to surround the periphery on the back side of the
平面ミラー9は、光源2の前方に配置されて、リフレクタ8により集光された光Lをロッドインテグレータ10の入射面10aに向けて反射する。なお、平面ミラー9は、必ずしも必要な構成ではなく、光源2及びリフレクタ8の配置を変更し、リフレクタ8により集光された光Lがロッドインテグレータ10の入射面10aに直接入射するようにした場合には、省略することが可能である。
The
インテグレータ光学系4は、集光光学系3により集光された照明光Lを均一化させるロッドインテグレータ10を有している。ロッドインテグレータ10は、直方体状の導光体(ロッドレンズ)からなり、その長手方向の一端が入射面10a、その長手方向の他端側が出射面10bとなっている。ロッドインテグレータ10は、集光光学系3により集光された照明光Lを入射面10aから入射し、内部で反射を繰り返しながら導光させた後に、出射面10bから照明光Lを出射する。
The integrator optical system 4 has a
開口絞り5は、ロッドインテグレータ10の出射面10bから出射された照明光Lの瞳面のうち、その中央部分を遮光する第1の遮光領域5aと、その外周部分を透光させる透光領域5bと、その外周部分を遮光する第2の遮光領域5cとを含み、透光領域5bを透光した光線により輪帯(円環)状の照明光Lを形成する。
The
コンデンサ光学系6は、光軸方向に並ぶ第1のコンデンサレンズ群6aと、第2のコンデンサレンズ群6bとを有している。開口絞り5は、これら第1のコンデンサレンズ群6aと第2のコンデンサレンズ群6bとの間に配置されている。コンデンサ光学系6は、開口絞り5により形成された輪帯状の照明光LをウェハWの表面に向けて集光しながら照射する。
The condenser
光線角度制御光学系7は、集光光学系3と開口絞り5との間の光路中、より具体的には平面ミラー9(集光光学系3)とロッドインテグレータ10(インテグレータ光学系4)との間の光路中に配置されている。光線角度制御光学系7は、集光光学系3により集光された照明光Lのうち、開口絞り5の透光領域5bに入射する角度の光線の強度が最大となるように、照明光Lの光線角度分布を制御する。
More specifically, the light beam angle control
具体的に、この光線角度制御光学系7は、図2に示すように、コリメータレンズ11と、第1のミラー12と、第2のミラー13とを有している。光線角度制御光学系7では、集光光学系3側から順に、コリメータレンズ11と、第2のミラー13と、第1のミラー12とが、光軸上に並んで配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the light beam angle control
コリメータレンズ11は、両面凹となる球面レンズからなり、集光光学系3により集光された照明光Lを平行化する。第1のミラー12は、中央部に円形状の開口部12aと、開口部12aの周囲に凹面状の第1の反射面12bとを有して、第1の反射面12bを照明光Lが入射する側に向けて配置されている。第2のミラー13は、第1の反射面12bよりも外径の小さい凸面状の第2の反射面13aを有して、第2の反射面13aを開口部12aと対向する側に向けて配置されている。
The
本実施形態では、第1の反射面12b及び第2の反射面13aが非球面からなる。これにより、集光光学系3により集光された照明光Lをロッドインテグレータ10の入射面10aに効率良く入射させることができる。なお、第1の反射面12b及び第2の反射面13aについては、少なくとも一方が非球面であればよく、何れか一方を球面とすることも可能である。
In the present embodiment, the first reflecting
光線角度制御光学系7は、図3に示すように、ホルダ14の内側に、コリメータレンズ11、第1のミラー12及び第2のミラー13が収容されることによって、1つの光学ユニット15を構成している。
The light beam angle control
ホルダ14は、例えばステンレス鋼(SUS)などの放熱性に優れた金属部材からなり、全体として略円筒状に形成されている。ホルダ14の内側には、コリメータレンズ11を保持するレンズ保持部14aと、第1のミラー12を保持する第1のミラー保持部14bと、第2のミラー13を保持する第2のミラー保持部14cとが設けられている。このうち、第2のミラー13は、この第2のミラー13の外周部を支持する支持部材16を介してホルダ14の内側に保持されている。
The
支持部材16は、図4に示すように、例えば合成石英などの透光性の基材からなり、第2のミラー保持部14cに保持される外周リング部16aと、外周リング部16aの内側から放射状に延びる複数(本実施形態では3つ)のスポーク部16bとを有している。
As shown in FIG. 4, the
複数のスポーク部16bは、外周リング部16aの周方向に等間隔に並んで配置されると共に、それぞれの先端を第2のミラー13の外周部に当接させることによって、第2のミラー13の外周部を支持している。
The plurality of
光学ユニット15では、このような第2のミラー13の外周部とホルダ14の内周部との間で放射状に並ぶ複数のスポーク部16bによって、第2のミラー13をホルダ14内の中央部分に浮かせた状態で保持することが可能である。
In the
また、光学ユニット15では、複数のスポーク部16bが透光性を有することから、第2のミラー13の外側を通過する光線を遮光することなく、第1のミラー12側へと導くことが可能である。これにより、照明光Lの光線角度分布にムラが生じるのを抑制することが可能である。
Further, in the
さらに、光学ユニット15では、第2のミラー13の外周部に当接される複数のスポーク部16bにより支持することによって、第2のミラー13に加わる熱の影響を減らすことができる。これにより、第2の反射面13aで反射される照明光Lの第2のミラー13の熱変形に伴う光線角度分布の劣化等を抑制することが可能である。
Furthermore, in the
なお、支持部材16については、上述した複数のスポーク部16bにより第2のミラー13の外周部を支持する構成に必ずしも限定されるものではなく、その構成について適宜変更することが可能である。例えば、第2のミラー13の外周部を保持する内周リング部と、内周リング部と外周リング部との間を連結する少なくとも1本以上のスポーク部とによって、第2のミラー13をホルダ14内の中央部分に浮かせた状態で保持することも可能である。
The
光線角度制御光学系7では、図2及び図3に示すように、集光光学系3により集光された照明光Lのうち、その中央部分の光線(照明光Lの低NAとなる光線角度の光)を第2のミラー13により遮光し、その外周部分の光線(照明光Lの高NAとなる光線角度の光)を第2のミラー13の外側から第1のミラー12に向けて通過させる。第2のミラー13の外側を通過した光線は、第1の反射面12bで反射された後、第2の反射面13aで反射されることによって、開口部12aを通過しながら、ロッドインテグレータ10の入射面10aに入射することになる。
In the light beam angle control
本実施形態の照明光学系1では、このような光線角度制御光学系7によって、集光光学系3により集光された照明光Lのうち、開口絞り5の透光領域5bに入射する角度の光線の強度が最大となるように、照明光Lの光線角度分布を制御している。
In the illumination optical system 1 of the present embodiment, of the illumination light L condensed by the light collection
ここで、ロッドインテグレータ10の入射面10aに入射する照明光Lの瞳面における光線角度分布を図5に示す。なお、図5に示すグラフでは、光線角度制御光学系7がない場合の照明光Lの瞳面における光線角度分布を一点鎖線で示し、光線角度制御光学系7がある場合の照明光Lの瞳面における光線角度分布を実線で示している。また、開口絞り5の透光領域5bに入射する光線角度の範囲を破線で示している。
Here, FIG. 5 shows a ray angle distribution on the pupil plane of the illumination light L incident on the
図5に示すように、光線角度制御光学系7がない場合は、照明光Lの瞳面における光線角度分布において、光源2の影となる中心部の光量が最も小さくなり、影を抜けた内周側の光量が最も高く、そこから外周側に向かって光線強度が徐々に低下したものとなっている。この場合、開口絞り5の透光領域5bに入射する角度よりも小さい角度で光線強度が最大となっている。
As shown in FIG. 5, when the ray angle control
これに対して、光線角度制御光学系7がある場合は、照明光Lの瞳面における光線角度分布において、開口絞り5の透光領域5bに入射する角度の光線強度が最大となっている。すなわち、本実施形態の照明光学系1では、光線角度制御光学系7を設けることによって、開口絞り5の透光領域5bに入射する角度の光線の強度が最大となるように、ロッドインテグレータ10の入射面10aに入射する照明光Lの光線角度分布を制御することが可能である。
On the other hand, in the case of the light beam angle control
また、開口絞り5を通過した照明光Lの輝度分布を図6に示す。なお、図6に示すグラフでは、光線角度制御光学系7がない場合の照明光Lの輝度分布を一点鎖線で示し、光線角度制御光学系7がある場合の照明光Lの輝度分布を実線で示している。
Further, the luminance distribution of the illumination light L which has passed through the
図6に示すように、光線角度制御光学系7がある場合は、光線角度制御光学系7がない場合に比べて、開口絞り5を通過した照明光Lの光量が約1.4倍に増加していることがわかる。したがって、本実施形態の照明光学系1では、光線角度制御光学系7を設けることによって、ウェハWに照射される照明光Lの輝度を向上させることが可能である。
As shown in FIG. 6, when the light beam angle control
以上のように、本実施形態の照明光学系1では、上述した光線角度制御光学系7によって、ウェハWに照射される照明光Lの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Lを得ることが可能である。
As described above, in the illumination optical system 1 of the present embodiment, the above-described light beam angle control
なお、本実施形態では、上記光線角度制御光学系7の代わりに、例えば図7に示すような光線角度制御光学系7Aを用いることも可能である。具体的に、この光線角度制御光学系7Aは、集光光学系3側から順に、コリメータレンズ11と、正の屈折力を有する第1のレンズ17と、負の屈折力を有する第2のレンズ18とが配置された構成である。
In the present embodiment, it is also possible to use a light beam angle control optical system 7A as shown in FIG. 7, for example, instead of the light beam angle control
本実施形態では、第1のレンズ17及び第2のレンズ18が非球面レンズからなる。これにより、集光光学系3により集光された照明光Lをロッドインテグレータ10の入射面10aに効率良く入射させることができる。
In the present embodiment, the
なお、第1のレンズ17及び第2のレンズ18については、少なくとも一方が非球面レンズであればよく、何れか一方を球面レンズとすることも可能である。その場合、光線角度制御光学系7Aにおいて、上述した第1及び第2のレンズ17,18の2枚のレンズ群からなる構成に限らず、3枚以上のレンズ群からなる構成としてもよい。
The
光線角度制御光学系7Aは、ホルダ14Aの内側に、第1のレンズ17及び第2のレンズ18が収容されることによって、1つの光学ユニット15Aを構成している。ホルダ14Aの内側には、第1のレンズ17を保持する第1のレンズ保持部14dと、第2のレンズ18を保持する第2のレンズ保持部14eとが設けられている。
The light beam angle control optical system 7A constitutes one
本実施形態の照明光学系1では、このような光線角度制御光学系7Aを設けることによって、上記光線角度制御光学系7を設けた場合と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、本実施形態の照明光学系1では、この光線角度制御光学系7Aによって、ウェハWに照射される照明光Lの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Lを得ることが可能である。
In the illumination optical system 1 of the present embodiment, by providing such a light beam angle control optical system 7A, it is possible to obtain the same effect as the case where the light beam angle control
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記照明光学系1では、上述した光線角度制御光学系7,7A(光学ユニット15,15A)内にコリメータレンズ11が一体に配置された構成となっているが、このコリメータレンズ11を光線角度制御光学系7,7A(光学ユニット15,15A)とは別体に配置した構成としてもよい。また、上述した集光光学系3側において、光線角度制御光学系7,7Aに入射する照明光Lを平行化した場合には、コリメータレンズ11を省略することも可能である。
In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, It is possible to add a various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the illumination optical system 1, the
なお、上記実施形態では、照明光学系1を備えた光学検査装置100において、ウェハWの検査を行う場合を例示したが、この光学検査装置100により検査可能なものであればよく、検査対象については特に限定されるものではない。
In the above embodiment, the case where the wafer W is inspected in the
また、本実施形態の照明光学系1は、上記光学検査装置100の他にも、観察対象に照明光Lを照射し、その透過光又は反射光によって得られる画像を撮像(観察)する光学顕微鏡に適用することが可能である。そして、このような照明光学系1を備えた光学顕微鏡では、照明光Lの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Lを得ることが可能なことから、高分解能での観察が可能となる。
In addition to the
1…照明光学系 2…光源 3…集光光学系 4…インテグレータ光学系 5…開口絞り 5a…第1の遮光領域 5b…透光領域 5c…第2の遮光領域 6…コンデンサ光学系 7,7A…光線角度制御光学系 8…リフレクタ 9…平面ミラー 10…ロッドインテグレータ 11…コリメータレンズ 12…第1のミラー 12a…開口部 12b…第1の反射面 13…第2のミラー 13a…第2の反射面 14,14A…ホルダ 15,15A…光学ユニット 16…支持部材 16a…外周リング部 16b…スポーク部 17…第1のレンズ 18…第2のレンズ 100…光学検査装置 L…照明光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... illumination
Claims (10)
前記光源からの照明光を集光させる集光光学系と、
前記集光光学系により集光された照明光の瞳面のうち、その中央部分を遮光する遮光領域と、その外周部分を透光させる透光領域とを含み、前記透光領域を透光した光線により輪帯状の照明光を形成する開口絞りと、
前記開口絞りにより形成された輪帯状の照明光を前記被照射面に向けて照射するコンデンサ光学系と、
前記集光光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光のうち、前記透光領域に入射する角度の光線の強度が最大となるように、前記照明光の光線角度分布を制御する光線角度制御光学系とを備えることを特徴とする照明光学系。 An illumination optical system for illuminating illumination light from a light source onto a surface to be illuminated,
A condensing optical system that condenses illumination light from the light source;
Of the pupil plane of the illumination light collected by the light collection optical system, it includes a light shielding region that shields the central portion of the illumination light and a light transmitting region that transmits the outer peripheral portion, and transmits the light transmitting region An aperture stop that forms a ring-shaped illumination light by a light beam;
A condenser optical system which irradiates the ring-shaped illumination light formed by the aperture stop toward the light receiving surface;
In the light path between the condensing optical system and the aperture stop, among the illumination light condensed by the condensing optical system, the intensity of the light beam at an angle incident on the light transmitting region is maximized. And a light beam angle control optical system for controlling a light beam angle distribution of the illumination light.
凸面状の第2の反射面を有して、前記第2の反射面を前記開口部と対向する側に向けて配置された第2のミラーとを含み、
前記集光光学系により集光された照明光のうち、その中央部分の光線を前記第2のミラーにより遮光し、その外周部分の光線を前記第1の反射面で反射した後、前記第2の反射面で反射することによって、前記開口部から前記第2の反射面で反射された光線を通過させることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。 The light beam angle control optical system has an opening at the center and a concave first reflecting surface around the opening, and the first reflecting surface is on the side where the illumination light is incident. A first mirror placed facing the
And a second mirror having a convex second reflecting surface, the second mirror being disposed to face the opening.
Of the illumination light condensed by the condensing optical system, the light ray of the central portion is blocked by the second mirror, and the light ray of the outer peripheral portion is reflected by the first reflection surface, and then the second light is reflected. The illumination optical system according to claim 1, wherein the light beam reflected by the second reflection surface from the opening is transmitted by being reflected by the reflection surface.
前記第2のミラーを支持する透光性の支持部材とを備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の照明光学系。 A holder for housing the first mirror and the second mirror;
4. The illumination optical system according to claim 2, further comprising: a translucent support member for supporting the second mirror.
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2017
- 2017-12-15 JP JP2017240769A patent/JP2019109302A/en active Pending
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