JP2732123B2 - Pattern inspection equipment - Google Patents

Pattern inspection equipment

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JP2732123B2
JP2732123B2 JP1157577A JP15757789A JP2732123B2 JP 2732123 B2 JP2732123 B2 JP 2732123B2 JP 1157577 A JP1157577 A JP 1157577A JP 15757789 A JP15757789 A JP 15757789A JP 2732123 B2 JP2732123 B2 JP 2732123B2
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chart
illuminating
illumination
light beam
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康幸 手島
祐二 松井
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えばフィルムマスク、プリント基板等
のパターンを観察するのに使用する投影装置に関し、特
に複数の照明手段を有する検査装置に関するものであ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection apparatus used for observing a pattern on, for example, a film mask, a printed circuit board, etc. is there.

[従来の技術] 従来から、不透明なチャートであるプリント基板上の
傷の発見等の用途には、テーブル上に載置したプリント
基板を上方から照明し、プリント基板からの反射光を結
像レンズによりスクリーン上に結像させて検査する反射
照明型のパターン検査装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for applications such as finding scratches on a printed board, which is an opaque chart, a printed board mounted on a table is illuminated from above, and reflected light from the printed board is used as an imaging lens. There is used a reflection illumination type pattern inspection apparatus that forms an image on a screen for inspection.

また、半導体製造用、あるいはプリント基板製造用の
露光パターンが印刷されたマスク等の透明チャートを検
査する場合には、マスクの下方から照明光を投影し、マ
スクを透過した光束を結像レンズによってスクリーン上
に結像させて検査する透過照明型のパターン検査装置が
用いられている。
When inspecting a transparent chart such as a mask on which an exposure pattern for manufacturing a semiconductor or a printed circuit board is printed, illuminating light is projected from below the mask, and a light flux transmitted through the mask is formed by an imaging lens. 2. Description of the Related Art A transmission illumination type pattern inspection apparatus that forms an image on a screen and inspects the screen is used.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の検査装置では、不透明
なチャートを検査する場合と透明なチャートを検査する
場合とで異なる装置を用いなければならない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional inspection apparatus described above, different apparatuses must be used for inspecting an opaque chart and for inspecting a transparent chart.

一方、チャートの種類によっては、反射照明と透過照
明とを切り替えつつ、あるいは同時に使用して検査する
ことによって良好な検査を行い得るものもあるが、従来
の検査装置では、このような用途に対応することができ
なかった。
On the other hand, depending on the type of chart, there is a case where a good inspection can be performed by performing an inspection while switching or simultaneously using the reflection illumination and the transmission illumination, but a conventional inspection apparatus is compatible with such an application. I couldn't.

また、従来は、投影レンズ外から斜方反射照明手段に
よりチャートを照明して、チャート上の傷を確実に発見
するためには、チャート自身を回転させる必要があった
ために、操作性が悪く簡易に傷を発見するのは難しいも
のであった。
Conventionally, the chart itself had to be rotated to illuminate the chart from outside the projection lens by means of the oblique reflection illuminating means and to reliably find the flaws on the chart. It was difficult to find the wounds.

[発明の目的] そこで、第1の目的は、上記の課題に鑑みてなされた
ものであり、透明チャートと不透明チャートとの双方の
検査を行うことができ、かつ、複数の照明を切り替えて
検査を行うことができるパターン検査装置を提供するこ
とにある。
[Object of the Invention] Accordingly, a first object has been made in view of the above problem, and it is possible to inspect both a transparent chart and an opaque chart, and to inspect by switching a plurality of illuminations. To provide a pattern inspection apparatus capable of performing the above.

また、第2の目的は、チャート自身を回転させること
なく、チャートにあらゆる方向からの斜め照明をして、
チャート上の傷を発見することのできるパターン検査装
置を提供することにある。
The second purpose is to illuminate the chart obliquely from all directions without rotating the chart itself,
It is an object of the present invention to provide a pattern inspection device capable of finding a flaw on a chart.

[課題を解決するための手段] この第1の目的を達成するため、請求項1の発明は、
照明されたチャートからの光束をスクリーン上に投影す
る投影レンズと、該投影レンズを介してチャートを照明
する垂直反射照明手段、前記投影レンズ側でかつ該レン
ズ外からチャートを照明する斜方反射照明手段、前記投
影レンズの反対側からチャートを照明する透過照明手段
の少なくとも1つを選択して照明を行う照明手段とを有
するパターン検査装置において、前記垂直反射照明手段
は、光源と、前記投影レンズから前記スクリーンに到る
光路中に挿入されて前記光源からの光束を投影レンズへ
入射させる反射部材と、該反射部材を垂直反射照明手段
の不使用時に前記光路中から退避させる退避手段を備え
るパターン検査装置としたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] To achieve the first object, the invention of claim 1 is
A projection lens for projecting a light beam from the illuminated chart onto a screen, vertical reflection illumination means for illuminating the chart via the projection lens, and oblique reflection illumination for illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens Means for illuminating the chart by selecting at least one of transmission illumination means for illuminating the chart from the opposite side of the projection lens, wherein the vertical reflection illumination means comprises: a light source; and the projection lens. A reflection member that is inserted into an optical path from the light source to the screen and causes a light beam from the light source to enter a projection lens; and a retracting unit that retracts the reflective member from the optical path when the vertical reflection illumination unit is not used. It is an inspection device.

また、上述した第1の目的を達成するため請求項2の
発明は、照明されたチャートからの光束をスクリーン上
に投影する投影レンズと、該投影レンズを介してチャー
トを照明する垂直反射照明手段、前記投影レンズ側でか
つ該レンズ外からチャートを照明する斜方反射照明手
段、前記投影レンズの反対側からチャートを照明する透
過照明手段の少なくとも1つを選択して照明を行う照明
手段とを有するパターン検査装置において、前記垂直反
射照明手段は、光源と、前記投影レンズから前記スクリ
ーンに到る光路中に挿入されて前記光源からの光束を投
影レンズへ入射させる反射部材とを有すると共に、前記
光源から前記反射部材に到る光路中に光束が平行光束と
してほぼ前記投影レンズの光軸方向に進む平行光束部を
有し、該平行光束部から前記投影レンズまでの光学素子
を一体に移動させる焦点合わせ機構を有するパターン検
査装置としたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a projection lens for projecting a light beam from an illuminated chart onto a screen, and a vertical reflection illumination means for illuminating the chart via the projection lens. An oblique reflection illumination means for illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens, and an illumination means for selecting and illuminating at least one of the transmission illumination means for illuminating the chart from the opposite side of the projection lens. In the pattern inspection apparatus having the above, the vertical reflection illumination means has a light source, and a reflecting member that is inserted into an optical path from the projection lens to the screen and causes a light beam from the light source to enter the projection lens, and In the optical path from the light source to the reflecting member, the light beam has a parallel light beam portion that travels substantially in the direction of the optical axis of the projection lens as a parallel light beam. And characterized in that a pattern inspection apparatus having a focusing mechanism for moving the optical element to the projection lens together.

さらに、上述した第2の目的を達成するため、請求項
3の発明は、照明されたチャートからの光束をスクリー
ン上に投影する投影レンズと、前記投影レンズ側でかつ
該レンズ外からチャートを照明する斜方反射照明手段と
を有するパターン検査装置において、前記斜方向反射照
明手段は前記チャートへの照明を前記投影レンズの回り
の任意の位置から行うことが可能な照明方向変更のため
の手段を有するパターン検査装置としたことを特徴とす
る。
Further, in order to achieve the above-mentioned second object, the invention according to claim 3 provides a projection lens for projecting a light beam from an illuminated chart onto a screen, and illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens. The oblique reflection illuminating means, wherein the oblique reflection illuminating means includes a means for changing an illumination direction capable of illuminating the chart from an arbitrary position around the projection lens. And a pattern inspection apparatus having the same.

[作用] 上記請求項1,2の発明においては、チャートの種類に
応じて照明方式を切り替え、あるいは組み合わせて使用
して、より多様なチャートの検査を行われることにな
る。
[Operation] In the inventions according to the first and second aspects, a variety of charts are inspected by switching or combining illumination methods according to the type of chart.

しかも、請求項1の発明において垂直反射照明手段の
光源によりチャートを照明する場合には、退避手段によ
り反射部材を光路中に挿入する。また、反射部材を垂直
反射照明手段の不使用時には、即ち、斜方反射照明手段
や透過照明手段を使用する場合には反射部材を退避手段
により光路中から退避させる。これにより、チャートか
らスクリーンに至る光路途中に光量を低下させる反射部
材がないので、チャートから反射する反射光或はチャー
トを透過する透過光が光量低下なしにスクリーンに至る
ことになる。
In addition, when the chart is illuminated by the light source of the vertical reflection illuminating means in the first aspect of the present invention, the reflecting member is inserted into the optical path by the retracting means. When the reflection member is not used for the vertical reflection illumination means, that is, when the oblique reflection illumination means or the transmission illumination means is used, the reflection member is retracted from the optical path by the retracting means. As a result, there is no reflecting member for reducing the light amount in the optical path from the chart to the screen, so that the reflected light reflected from the chart or the transmitted light transmitted through the chart reaches the screen without a light amount reduction.

また、請求項2の発明では、平行光束部から前記投影
レンズまでの光学素子を焦点合わせ機構により一体に移
動させることにより、垂直反射照明のテレセントリック
性を確保しつつチャートへの焦点合せが行われることに
なる。
According to the second aspect of the present invention, the optical element from the parallel light beam portion to the projection lens is moved integrally by the focusing mechanism, thereby focusing on the chart while securing the telecentricity of the vertical reflection illumination. Will be.

さらに、請求項3の発明では、チャート自身を回転さ
せることなく、照明位置変更のための手段でチャートへ
の照明を前記投影レンズの回りの任意の位置から行う。
Further, in the invention according to claim 3, the chart is illuminated from an arbitrary position around the projection lens by means for changing the illumination position without rotating the chart itself.

[実施例] 以下、この発明を図面に基づいて説明する。第1図〜
第10図は、この発明の一実施例を示したものである。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 ~
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.

このパターン検査装置は、第1図に示したように、上
面にチャート載置用のテーブル11を備えるベース部10
と、このベース部10に対して図中左側の支柱12を介して
支持される投影部20とを備えている。
As shown in FIG. 1, the pattern inspection apparatus includes a base unit 10 having a chart mounting table 11 on the upper surface.
And a projection unit 20 supported on the base unit 10 via a support 12 on the left side in the figure.

投影部は、光学系を収納する箱体21と、この箱体21の
図中右側となる正面側に鉛直方向に設けられたスクリー
ン30と、照明されたチャートからの光束をスクリーン30
に投影する投影レンズ40と、投影レンズ40からスクリー
ン30まで光束を導く投影系ミラーと、垂直反射照明手
段、斜方反射照明手段とを備えている。
The projection unit includes a box 21 that houses the optical system, a screen 30 provided in the vertical direction on the front side of the box 21 on the right side in the drawing, and a light beam from the illuminated chart.
Lens, a projection mirror for guiding a light beam from the projection lens 40 to the screen 30, a vertical reflection illumination unit, and an oblique reflection illumination unit.

ベース部の下面の4角にはローラーが設けられ、テー
ブル11の下方には後述する透過照明手段が設けられてい
る。テーブル11は、ベース部10に対して水平2方向にス
ライド自在に設けられており、その一部は透過照明手段
による照明光が投影レンズ40側へ透過するよう一部透明
とされている。
Rollers are provided at the four corners on the lower surface of the base portion, and below the table 11, a transmission illumination means described later is provided. The table 11 is provided so as to be slidable in two horizontal directions with respect to the base unit 10, and a part of the table 11 is partially transparent so that illumination light from the transmission illumination unit is transmitted toward the projection lens 40.

投影系ミラーは、第1ミラー50、第2ミラー51、第3
ミラー52の3枚のミラーから構成されている。第1、第
2ミラー50,51は平面ミラーであり、第3ミラー52は投
影レンズの光軸を境として垂直に交差して貼合わされた
ダハミラーである。なお、ダハミラーは、第3ミラー52
の位置のみでなく、第1、第2ミラー50,51の位置に設
けてもよい。
The projection system mirror includes a first mirror 50, a second mirror 51, and a third mirror.
The mirror 52 includes three mirrors. The first and second mirrors 50 and 51 are plane mirrors, and the third mirror 52 is a roof mirror which is vertically crossed and bonded with the optical axis of the projection lens as a boundary. The Dach mirror is the third mirror 52
May be provided at the position of the first and second mirrors 50 and 51 as well as the position of the first mirror.

第2図は、投影光学系の光路を示すものである。チャ
ートからの反射光束は、投影レンズ40を透過した後、上
下方向には3回反射で正立となり、第3ミラー52によっ
て左右正立像となってスクリーン上には正立像として投
影される。
FIG. 2 shows an optical path of the projection optical system. After passing through the projection lens 40, the reflected light beam from the chart becomes erect by being reflected three times in the up-down direction, becomes a left-right erect image by the third mirror 52, and is projected on the screen as an erect image.

スクリーン30は、第3図に拡大して示した通り2枚の
アクリル板31,32と、その間に挟まれた光拡散フィルム3
3とから構成されており、内方フランジを有する枠体22
に填め込まれ、当接片23により外側から固定されてい
る。光拡散フィルム33は、片面に光拡散層が形成されて
おり、この光拡散層にチャート像投影の焦点を合わせる
ことができるため、高倍率での観察を行う際にも像の焦
点を正確に合わせることができる。
The screen 30 is composed of two acrylic plates 31 and 32 and a light diffusing film 3 sandwiched between them, as shown in an enlarged manner in FIG.
And a frame 22 having an inner flange.
And is fixed from outside by a contact piece 23. The light-diffusing film 33 has a light-diffusing layer formed on one side and can focus the chart image projection on this light-diffusing layer, so that the image can be accurately focused even when performing observation at a high magnification. Can be matched.

投影レンズ40を介してテーブル11に載置されたチャー
トを照明する垂直反射照明手段60は、光源としてのキセ
ノンランプ61と、このキセノンランプ61からの照明光を
ほぼ平行光束とする放物ミラー62と、互いに平行な状態
で設けられて照明光を投影レンズ40側へ導く垂直反射照
明系第1、第2ミラー63,64と、照明光束の径を規制す
る照明系視野絞り65と、キセノンランプ61の発光光束中
に含まれる赤外成分を吸収する熱線吸収フィルター66
と、垂直反射照明の不使用時にキセノンランプ61のON/O
FFに拘らず照明光をON/OFFさせるシャッター67と、照明
光を集光するフレネルレンズ68と、キセノンランプ61か
らの照明光を投影レンズへ入射させる垂直反射照明系ハ
ーフサイズミラー53とを有している。
A vertical reflection illuminating means 60 for illuminating a chart placed on the table 11 via the projection lens 40 includes a xenon lamp 61 as a light source, and a parabolic mirror 62 for converting illumination light from the xenon lamp 61 into a substantially parallel light beam. A vertical reflection illumination system first and second mirrors 63 and 64 provided in parallel with each other to guide illumination light toward the projection lens 40; an illumination system field stop 65 for regulating the diameter of the illumination light flux; and a xenon lamp. Heat ray absorption filter 66 that absorbs infrared components contained in the luminous flux of 61
ON / O of xenon lamp 61 when vertical reflection lighting is not used
A shutter 67 for turning on / off the illumination light regardless of the FF, a Fresnel lens 68 for condensing the illumination light, and a vertical reflection illumination system half-size mirror 53 for allowing the illumination light from the xenon lamp 61 to enter the projection lens. doing.

第1ミラー63と第2ミラー64との間は、光束がほぼ平
行光束として投影レンズの光軸方向に進む平行光束部で
ある。
A portion between the first mirror 63 and the second mirror 64 is a parallel light beam portion where the light beam travels in the direction of the optical axis of the projection lens as a substantially parallel light beam.

従来の垂直反射照明による検査装置は、チャートから
スクリーンへ到る光路中にハーフミラーを設け、このハ
ーフミラーによって光源からの光束をチャートへ導くと
共に、チャートからの反射光をスクリーン側へ透過させ
ている。
Inspection equipment using conventional vertical reflection illumination is provided with a half mirror in the optical path from the chart to the screen, and guides the luminous flux from the light source to the chart by this half mirror, and transmits the reflected light from the chart to the screen side. I have.

しかしながら、このような構成をとる場合には光源か
ら発する光量のうち、投影用に生かされるのはチャート
の反射率が100%であるとしても最大25%に過ぎず、ロ
スが大きいという問題があった。
However, in such a configuration, only 25% of the amount of light emitted from the light source is utilized for projection, even if the reflectivity of the chart is 100%, and there is a problem that the loss is large. Was.

そこで、この装置では、投影レンズ40の直径を境とし
て光路の半分を覆うハーフサイズミラー53を、チャート
像の投影光線の出射瞳となる位置に設けている。
Therefore, in this apparatus, a half-size mirror 53 that covers half of the optical path with respect to the diameter of the projection lens 40 is provided at a position that becomes the exit pupil of the projection light beam of the chart image.

これにより、光源からの光束は全て投影レンズ40に入
射させることができる。また、このとき投影レンズ40が
チャート側にテレセントリックであれば、垂直反射照明
系もチャート側にテレセントリックな系となる。
Thus, all light beams from the light source can be made incident on the projection lens 40. At this time, if the projection lens 40 is telecentric on the chart side, the vertical reflection illumination system is also telecentric on the chart side.

垂直反射照明の光路は、第4図に示した通りである。
なお、第4図では、垂直反射照明系の第1、第2ミラー
による光路の折曲を省略して示している。
The optical path of the vertical reflection illumination is as shown in FIG.
In FIG. 4, the bending of the optical path by the first and second mirrors of the vertical reflection illumination system is omitted.

キセノンランプ61から発する発散光は放物ミラー62に
よりほぼ平行光束とされ、2枚のミラー63,64、絞り6
5、フィルター66、シャッター67を介してフレネルレン
ズ68によりハーフサイズミラー53上に集光される。フレ
ネルレンズ68は、ハーフサイズミラー53上に2次光源像
を形成する。
The divergent light emitted from the xenon lamp 61 is converted into a substantially parallel light beam by the parabolic mirror 62, and the two mirrors 63, 64 and the aperture 6
5. The light is condensed on the half-size mirror 53 by the Fresnel lens 68 via the filter 66 and the shutter 67. The Fresnel lens 68 forms a secondary light source image on the half-size mirror 53.

照明光束は、ハーフサイズミラー53によってその全量
がチャート側へ反射され、しかも、投影レンズ40を介し
てチャートに到達した光束の正反射成分は、再度投影レ
ンズ40を透過してハーフサイズミラー53が設けられてい
ない側を透過する。
The entire amount of the illuminating light beam is reflected toward the chart side by the half-size mirror 53, and the specular reflection component of the light beam reaching the chart via the projection lens 40 passes through the projection lens 40 again, and the half-size mirror 53 Transmit on the side not provided.

透過した光束は、投影系ミラー50,51,52を介してスク
リーン30上に高コントラストでチャートの像を形成す
る。
The transmitted light flux forms a chart image with high contrast on the screen 30 via the projection system mirrors 50, 51, 52.

垂直反射照明は、正反射した成分が投影レンズに戻っ
てチャート像を形成するため、傷のない部分がスクリー
ン上で明るく見える明視野照明である。
The vertical reflection illumination is bright-field illumination in which a part having no flaw appears bright on a screen because a specularly reflected component returns to a projection lens to form a chart image.

上記の構成によれば、チャートでの光量損失は正反射
成分については0となり、光量の有効利用を図ることが
できる。実験においても、スクリーン上の照度は、ハー
フミラーを用いた従来の装置と比較して他の条件が同一
である場合、2倍程度とからなり改善がみられた。な
お、この実施例においては、光量アップを目的としてハ
ーフサイズミラーを用いているが、この発明の適用範囲
はこれに限られず、従来と同様なハーフミラーを用いる
ことも可能である。
According to the above configuration, the light amount loss in the chart is 0 for the specular reflection component, and the light amount can be effectively used. Also in the experiment, the illuminance on the screen was about twice as large as that of a conventional apparatus using a half mirror when other conditions were the same, showing improvement. In this embodiment, a half-size mirror is used for the purpose of increasing the amount of light. However, the scope of the present invention is not limited to this, and a half mirror similar to a conventional one can be used.

ところで、チャート像のスクリーン30に対するフォー
カシングを行うためには、投影レンズ40をその光軸方向
に移動させる必要があるが、上記の構成で投影レンズの
みを移動させた場合には垂直反射照明系のテレセントリ
ック性が崩れてしまう。
By the way, in order to focus the chart image on the screen 30, it is necessary to move the projection lens 40 in the direction of its optical axis. Telecentricity is lost.

そこで、この装置では、垂直反射照明系第2ミラー64
からフレネルレンズ68までの光学素子と、ハーフサイズ
ミラー53及び投影レンズ40をスライドベース24に取り付
け、投影部20の箱体21に対して投影レンズ40の光軸Ax1
方向に移動できるよう構成している。焦点合わせ機構と
して一体に移動されるのは、第5図中の破線で囲まれた
部分である。
Therefore, in this apparatus, the vertical reflection illumination system second mirror 64 is used.
, The half-size mirror 53 and the projection lens 40 are attached to the slide base 24, and the optical axis Ax1 of the projection lens 40 with respect to the box 21 of the projection unit 20.
It is configured to be able to move in the direction. The part that is integrally moved as the focusing mechanism is the part surrounded by the broken line in FIG.

第1ミラー63と第2ミラー64との間では、光束はほぼ
平行となるため、スライドベース24が移動した場合に
も、垂直反射照明系のテレセントリック性を確保しつつ
焦点調節を行うことができる。
Since the light flux is substantially parallel between the first mirror 63 and the second mirror 64, even when the slide base 24 moves, the focus can be adjusted while securing the telecentricity of the vertical reflection illumination system. .

次に、投影レンズ側でかつレンズ外からチャートを照
明する斜方反射照明手段について説明する。斜方照明ユ
ニット70は、投影レンズ40の下方に取り付けられてい
る。
Next, the oblique reflection illumination means for illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens will be described. The oblique illumination unit 70 is attached below the projection lens 40.

従来の検査装置に設けられた斜方反射照明ユニット
は、照明方向の変更ができない固定式であった。そのた
め、チャート上の傷の方向によってはチャートを固定し
たままでは発見し難い場合があり、チャートを回転させ
ることによって傷の見落としを防止していた。
The oblique reflection illumination unit provided in the conventional inspection apparatus is of a fixed type in which the illumination direction cannot be changed. Therefore, depending on the direction of the flaw on the chart, it may be difficult to find the flaw while the chart is fixed, and the oversight of the flaw is prevented by rotating the chart.

しかしながら、チャートを回転させた場合にはスクリ
ーン上でのチャート像も回転してしまうために検査が行
い難く、また、回転は投影レンズの光軸を中心として行
わなければならないために操作に手間がかかるという不
具合があった。
However, when the chart is rotated, the chart image on the screen is also rotated, so that it is difficult to perform the inspection. In addition, since the rotation must be performed about the optical axis of the projection lens, the operation is troublesome. There was such a problem.

そこで、この装置は、斜方反射照明ユニット70を投影
レンズ40の光軸Ax1回りに回転可能とし、あらゆる方向
性の傷に対してもチャート自身を回転させずに発見する
ことを可能としている。
Therefore, this apparatus enables the oblique reflection illumination unit 70 to be rotatable around the optical axis Ax1 of the projection lens 40, and makes it possible to find a scratch in any direction without rotating the chart itself.

以下、投影レンズ40及び斜方照明ユニットの構成を第
6図に基づいて説明する。
Hereinafter, the configurations of the projection lens 40 and the oblique illumination unit will be described with reference to FIG.

投影レンズ40の各レンズが固定された鏡筒41は、投影
部20内のスライドベース24に固定された円筒状のレンズ
ホルダー42内に固定されており、このレンズホルダー42
の外周には、軸受43を介して回転ホルダー44が回転可能
に設けられている。回転ホルダー44は、固定ネジ45を締
めることによりその回転が規制され、レンズホルダー42
に固定される。
The lens barrel 41 to which each lens of the projection lens 40 is fixed is fixed in a cylindrical lens holder 42 fixed to the slide base 24 in the projection unit 20, and this lens holder 42
A rotation holder 44 is rotatably provided on the outer periphery of the device via a bearing 43. The rotation of the rotation holder 44 is restricted by tightening the fixing screw 45, and the rotation of the lens holder 42 is prevented.
Fixed to

斜方照明ユニット70は、ハロゲンランプ71、熱線吸収
フィルター72及びシャッター73から構成されており、投
影レンズ40を挟んで一対が回転ホルダー44に固定されて
いる。これにより、斜方照明ユニット70は、投影レンズ
の光軸Ax1まわりに回転可能とされ、チャートを回転さ
せなくとも種々の方向からの照明による観察を行うこと
ができる。
The oblique illumination unit 70 includes a halogen lamp 71, a heat ray absorption filter 72, and a shutter 73, and a pair is fixed to the rotary holder 44 with the projection lens 40 interposed therebetween. Accordingly, the oblique illumination unit 70 is rotatable around the optical axis Ax1 of the projection lens, and can perform observation by illumination from various directions without rotating the chart.

斜方反射照明の際の光路は、第7図に示した通りであ
る。
The optical path at the time of the oblique reflection illumination is as shown in FIG.

すなわち、斜方照明ユニット70から発した照明光はチ
ャートで反射される。このとき、チャートにおける正反
射成分は投影レンズに入射せず、傷等による乱反射成分
のみが投影レンズに入射してスクリーンに投影されるこ
ととなる。
That is, the illumination light emitted from the oblique illumination unit 70 is reflected on the chart. At this time, the regular reflection component in the chart does not enter the projection lens, and only the irregular reflection component due to a flaw or the like enters the projection lens and is projected on the screen.

このように、斜方反射照明は、正反射成分が投影レン
ズから外れ、傷のある部分での乱反射成分の一部が投影
レンズによってスクリーンに導かれるため、傷のない部
分が暗く、傷の部分のみが明るい暗視野照明である。
As described above, in the oblique reflection illumination, the specular reflection component deviates from the projection lens, and a part of the irregular reflection component at the damaged portion is guided to the screen by the projection lens. Only bright darkfield illumination.

なお、上記の斜方反射照明回転機構は、手動によるも
のであってもよいし、モータにより自動的に行われるも
のであってもよい。また、斜方照明光の照射方向の変更
は、上述したような2つの独立した光源を回転させる構
成のみでなく、以下のような変形も考えられる。
The above-described oblique reflection illumination rotation mechanism may be manually operated, or may be automatically performed by a motor. In addition, the change of the irradiation direction of the oblique illumination light is not limited to the configuration in which the two independent light sources are rotated as described above, but may be modified as follows.

第1には、投影レンズ40の周囲にリング状の光源を設
けると共に、この光源の一部のみを露出させて所定方向
からの光をチャートに照射するスリット付カバーを設
け、このカバーを回転させて照射方向を変える構成が考
えられる。
First, a ring-shaped light source is provided around the projection lens 40, and a cover with a slit for exposing only a part of the light source to irradiate the chart with light from a predetermined direction is provided. It is conceivable to change the irradiation direction.

第2には、斜方照明ユニット70を投影レンズの周囲に
多数設け、これらのユニットのON/OFFを切り替えること
によって照射方向を変える構成も考えられる。
Secondly, a configuration is also conceivable in which a large number of oblique illumination units 70 are provided around the projection lens, and the irradiation direction is changed by switching ON / OFF of these units.

投影レンズの反対側からチャートを照明する透過照明
手段80は、第1図に示したように、光源としてのハロゲ
ンランプ81と、ハロゲンランプ81からの照明光をほぼ平
行光束とする放物ミラー82と、熱線吸収フィルター83及
びシッャター84とを備えている。
As shown in FIG. 1, the transmission illumination means 80 for illuminating the chart from the opposite side of the projection lens includes a halogen lamp 81 as a light source, and a parabolic mirror 82 that makes the illumination light from the halogen lamp 81 a substantially parallel light beam. And a heat ray absorption filter 83 and a shutter 84.

なお、図中の符号85は、光源装置内の熱気を放出する
冷却ファンである。冷却ファンは、図示を略すが他の光
源についても同様に設けられている。
Reference numeral 85 in the drawing denotes a cooling fan that emits hot air in the light source device. Although not shown, the cooling fan is similarly provided for other light sources.

透過照明使用時の光路は、第8図に示した通りであ
る。
The optical path when using the transmitted illumination is as shown in FIG.

透過照明は、前記の反射照明によっては観察できない
透明なチャートを下側から照明して透過光により像を形
成する際に利用される。
The transmitted illumination is used when a transparent chart that cannot be observed by the above-described reflected illumination is illuminated from below to form an image with transmitted light.

このパターン検査装置は、上述した3種類の照明手段
を有するため、チャートに生じた傷の種類や方向性によ
って、見え易い照明方式を1つまたは複数選択して使用
することにより、多様なチャートに対応することができ
る。
Since this pattern inspection apparatus has the above-described three types of illumination means, one or a plurality of easy-to-see illumination methods are selected and used depending on the type and direction of the flaw generated on the chart, so that various charts can be obtained. Can respond.

照明方式を切替えつつ観察を行う際に、照明光源のON
/OFFによって照明方式を切り換えるとすると、光源の立
ち上がり時間が長い場合には検査の作業効率が悪くな
る。例えば、ハロゲンランプには、過電流を防止するた
めに所定の出力に達するまで10秒程度となるようなスロ
ースターターが接続されており、キセノンランプは一度
電源をOFFすると再度ONとするまでに所定の時間をおく
必要がある。
When performing observation while switching the illumination method, turn on the illumination light source
If the illumination method is switched by / OFF, the work efficiency of the inspection is deteriorated when the rise time of the light source is long. For example, a slow starter is connected to a halogen lamp so that it takes about 10 seconds to reach a predetermined output to prevent overcurrent. You need to wait for time.

また、一般的に、光源はON/OFF操作を繰り返すと寿命
が短くなるため、照明の切り替えに光源自体をON/OFFす
る構成は好ましくない。
Further, in general, the life of the light source is shortened when the ON / OFF operation is repeated, so that a configuration in which the light source itself is turned ON / OFF for switching the illumination is not preferable.

そこで、この装置では、各光源とチャートとの間にシ
ャッターを設け、光源自信をON/OFFしなくとも照明光束
の切り替えを行うことができる。
Therefore, in this device, a shutter is provided between each light source and the chart, and the illumination light flux can be switched without turning on / off the light source itself.

例えば垂直反射照明系に設けられたシャッター67は、
第9図に示すような公知の5枚羽根シャッターであり、
シャッターレバー67aをシャッター開閉ソレノイド67bで
操作することにより、シャッター羽根67cを駆動して開
閉させることができる。なお、シャッターの開放をソレ
ノイドで行い、閉成はスプリング等を用いることもでき
る。
For example, a shutter 67 provided in a vertical reflection illumination system,
A known five-blade shutter as shown in FIG.
By operating the shutter lever 67a with the shutter opening / closing solenoid 67b, the shutter blade 67c can be driven to open / close. The shutter can be opened by a solenoid and closed by a spring or the like.

上記のシャッターを用いることにより、光源の立ち上
がり時間に依存せずに、かつ光源の寿命を短縮せずに照
明の種類を切り替えることができる。
By using the shutter, the type of illumination can be switched without depending on the rise time of the light source and without shortening the life of the light source.

次に、第10図に基づいてハーフサイズミラー53の退避
機構について説明する。
Next, the retracting mechanism of the half-size mirror 53 will be described with reference to FIG.

前述したように、反射垂直照明により観察を行う際に
は、チャートで正反射し、スクリーン30へ向かう光束は
ハーフサイズミラー53の設けられていない側を透過する
ため、光量ロスの原因とはならない。しかしながら、透
過照明、斜方反射照明により検査を行う場合には、ハー
フサイズミラー53が投影光束の光路を半分塞いで配置さ
れているために光量ロスの原因となる。
As described above, when the observation is performed by the reflected vertical illumination, specular reflection is performed on the chart, and the luminous flux toward the screen 30 passes through the side where the half-size mirror 53 is not provided, and thus does not cause a light amount loss. . However, when the inspection is performed by the transmission illumination or the oblique reflection illumination, the half-size mirror 53 is arranged so as to half block the optical path of the projection light beam, which causes a light amount loss.

そこで、ハーフサイズミラー53は、第10図に示す退避
機構90によって投影光束の光路中から退避できるよう構
成されている。退避機構90は、スライドベース24に固定
されたミラーベース91と、ハーフサイズミラー53が貼着
されてミラーベース91に対して回動可能に取り付けられ
た回動部材92と、この回動部材92の一端部に接続されて
回動部材92を回動させる直動型ソレノイド93とを有して
いる。回動部材92は、図示せぬ付勢手段により図中反時
計回り方向に回動付勢されており、ミラーベース91には
表面にダンパー94が設けられたストッパー95が取り付け
られている。
Therefore, the half-size mirror 53 is configured to be able to retreat from the optical path of the projection light beam by the retreat mechanism 90 shown in FIG. The retracting mechanism 90 includes a mirror base 91 fixed to the slide base 24, a rotating member 92 to which the half-size mirror 53 is attached and rotatably attached to the mirror base 91, and a rotating member 92. And a direct-acting solenoid 93 that is connected to one end of the solenoid to turn the turning member 92. The rotating member 92 is urged to rotate in a counterclockwise direction in the figure by urging means (not shown), and the mirror base 91 is provided with a stopper 95 having a damper 94 on the surface.

回動部材92は、垂直反射照明の使用時には付勢手段の
付勢力により図中実線で示したようにストッパー95に当
接する位置で固定され、ハーフサイズミラー53を光路中
に位置させる。そして、斜方反射照明、透過照明の使用
時には、直動型ソレノイド93のロッドを突出させること
により、回動部材92を付勢力に逆らって回動させ、ハー
フサイズミラー53を図中二点鎖線で示した位置で固定す
る。
When the vertical reflection illumination is used, the rotating member 92 is fixed at a position where it contacts the stopper 95 as shown by the solid line in the drawing by the urging force of the urging means, and positions the half-size mirror 53 in the optical path. When the oblique reflection illumination and the transmission illumination are used, the rod of the direct acting solenoid 93 is protruded to rotate the rotating member 92 against the urging force, and the half-size mirror 53 is shown by a two-dot chain line in the figure. Fix at the position indicated by.

これにより、いずれの照明手段を選択した場合にも、
投影レンズを射出してスクリーンへ向かう光束を妨げる
ことなく、スクリーンに達する光量を増加させることが
できる。
Thus, no matter which lighting means is selected,
The amount of light reaching the screen can be increased without hindering the light flux emitted from the projection lens toward the screen.

[効果] 以上説明したように、請求項1〜3の発明によれば、
照明方式を切り替えて使用し、あるいは複数の照明方式
を組み合わせて使用することにより、1台の装置で多様
なチャートの観察を行うことができる。
[Effects] As described above, according to the first to third aspects of the present invention,
By switching between illumination methods or using a combination of a plurality of illumination methods, it is possible to observe various charts with one apparatus.

また、請求項1の構成によれば、斜方反射照明、透過
照明により観察を行う際の光量ロスを防ぐことができ
る。
Further, according to the configuration of the first aspect, it is possible to prevent a light amount loss when performing observation by oblique reflection illumination and transmission illumination.

請求項2の構成によれば、垂直反射照明のテレセント
リック性を確保しつつ焦点合わせを行うことができる。
According to the configuration of the second aspect, focusing can be performed while securing the telecentricity of the vertical reflection illumination.

更に、請求項3の構成によれば、照明方向を変化させ
ることにより、チャート自身を回転させることなく、あ
らゆる方向の傷も発見することができる。
Furthermore, according to the configuration of the third aspect, by changing the illumination direction, it is possible to find scratches in all directions without rotating the chart itself.

また、請求項4の発明によれば、斜反射照明手段を投
影レンズの回りに回転させるようにしているので、チャ
ートへの照明方向を無段階に簡易に行うことができると
共に、チャートへの照明方向の変更の為の構造が簡単に
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the oblique reflection illuminating means is rotated around the projection lens, so that the direction of illumination on the chart can be easily performed steplessly, and the illumination on the chart can be easily performed. The structure for changing the direction can be simplified.

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

第1図はこの発明に係るパターン検査装置の一実施例を
示す装置全体の説明図、第2図は投影光学系の光路図、
第3図はスクリーンの構成を示す第1図の一部拡大図、
第4図は垂直反射照明の際の光路を示す説明図、第5図
はフォーカシング時の一体移動構成を示す説明図、第6
図は投影レンズ及び斜方反射照明ユニットの構成を示す
説明図、第7図は斜方反射照明の際の光路を示す説明
図、第8図は透過照明の際の光路を示す説明図、第9図
はシャッターの構成を示す説明図、第10図はハーフサイ
ズミラーの退避機構の説明図である。なお、第4図、第
5図及び第8図においては、放物ミラーを同様の機能を
有するレンズとして表している。 30……スクリーン 40……投影レンズ 53……ハーフサイズミラー(反射部材) 60……垂直反射照明手段 61……キセノンランプ 62……放物ミラー 63,64……ミラー 67……シャッター 68……フレネルレンズ 70……斜方照明ユニット(斜方照明手段) 71……ハロゲンランプ 73……シャッター 80……透過照明手段 81……ハロゲンランプ 82……放物ミラー 84……シャッター 90……退避機構
FIG. 1 is an explanatory view of an entire apparatus showing an embodiment of a pattern inspection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an optical path diagram of a projection optical system,
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1 showing the structure of the screen,
FIG. 4 is an explanatory view showing an optical path at the time of vertical reflection illumination, FIG. 5 is an explanatory view showing an integral moving structure at the time of focusing, and FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the projection lens and the oblique reflection illumination unit, FIG. 7 is an explanatory diagram showing an optical path in oblique reflection illumination, FIG. FIG. 9 is an explanatory view showing the structure of the shutter, and FIG. 10 is an explanatory view of a retracting mechanism of the half-size mirror. In FIGS. 4, 5, and 8, the parabolic mirror is shown as a lens having a similar function. 30 Screen 40 Projection lens 53 Half-size mirror (reflective member) 60 Vertical reflection illumination means 61 Xenon lamp 62 Parabolic mirror 63, 64 Mirror 67 Shutter 68 Fresnel lens 70 Oblique illumination unit (oblique illumination means) 71 Halogen lamp 73 Shutter 80 Transmission illumination means 81 Halogen lamp 82 Parabolic mirror 84 Shutter 90 Evacuation mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 正明 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭 光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−70824(JP,A) 実公 昭26−8676(JP,Y1) 森本良雄,「投影器」,日刊工業新聞 社,昭和37年12月25日発行,第82頁 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masaaki Aoyama 2-36-9 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Optical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-62-70824 (JP, A) 26-8676 (JP, Y1) Yoshio Morimoto, "Projector", Nikkan Kogyo Shimbun, December 25, 1967, p.82

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】照明されたチャートからの光束をスクリー
ン上に投影する投影レンズと、 該投影レンズを介してチャートを照明する垂直反射照明
手段、前記投影レンズ側でかつ該レンズ外からチャート
を照明する斜方反射照明手段、前記投影レンズの反対側
からチャートを照明する透過照明手段の少なくとも1つ
を選択して照明を行う照明手段とを有するパターン検査
装置において、 前記垂直反射照明手段は、光源と、前記投影レンズから
前記スクリーンに到る光路中に挿入されて前記光源から
の光束を投影レンズへ入射させる反射部材と、該反射部
材を垂直反射照明手段の不使用時に前記光路中から退避
させる退避手段を備えることを特徴とするパターン検査
装置。
1. A projection lens for projecting a light beam from an illuminated chart onto a screen, vertical reflection illuminating means for illuminating the chart via the projection lens, and illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens An oblique reflection illuminating means, and a illuminating means for selecting and illuminating at least one of a transmission illuminating means for illuminating the chart from the opposite side of the projection lens, wherein the vertical reflection illuminating means comprises a light source A reflecting member inserted into an optical path from the projection lens to the screen to allow a light beam from the light source to enter the projection lens, and retracting the reflecting member from the optical path when the vertical reflection illumination means is not used A pattern inspection apparatus comprising a retreat means.
【請求項2】照明されたチャートからの光束をスクリー
ン上に投影する投影レンズと、 該投影レンズを介してチャートを照明する垂直反射照明
手段、前記投影レンズ側でかつ該レンズ外からチャート
を照明する斜方反射照明手段、前記投影レンズの反対側
からチャートを照明する透過照明手段の少なくとも1つ
を選択して照明を行う照明手段とを有するパターン検査
装置において、 前記垂直反射照明手段は、光源と、前記投影レンズから
前記スクリーンに到る光路中に挿入されて前記光源から
の光束を投影レンズへ入射させる反射部材とを有すると
共に、前記光源から前記反射部材に到る光路中に光束が
平行光束としてほぼ前記投影レンズの光軸方向に進む平
行光束部を有し、該平行光束部から前記投影レンズまで
の光学素子を一体に移動させる焦点合わせ機構を有する
ことを特徴とするパターン検査装置。
2. A projection lens for projecting a light beam from an illuminated chart onto a screen, vertical reflection illumination means for illuminating the chart via the projection lens, and illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens. An oblique reflection illuminating means, and a illuminating means for selecting and illuminating at least one of a transmission illuminating means for illuminating the chart from the opposite side of the projection lens, wherein the vertical reflection illuminating means comprises a light source And a reflecting member that is inserted into the optical path from the projection lens to the screen and causes the light beam from the light source to enter the projection lens, and the light beam is parallel to the optical path from the light source to the reflecting member. It has a parallel light beam portion that travels substantially in the optical axis direction of the projection lens as a light beam, and moves the optical element from the parallel light beam portion to the projection lens integrally Pattern inspection apparatus characterized by having a focusing mechanism for.
【請求項3】照明されたチャートからの光束をスクリー
ン上に投影する投影レンズと、前記投影レンズ側でかつ
該レンズ外からチャートを照明する斜方反射照明手段と
を有するパターン検査装置において、 前記斜方向反射照明手段は前記チャートへの照明を前記
投影レンズの回りの任意の位置から行うことが可能な照
明方向変更のための手段を有することを特徴とするパタ
ーン検査装置。
3. A pattern inspection apparatus comprising: a projection lens for projecting a light beam from an illuminated chart onto a screen; and an oblique reflection illumination means for illuminating the chart from the projection lens side and from outside the lens. A pattern inspection apparatus characterized in that the oblique reflection illuminating means has a means for changing an illumination direction capable of illuminating the chart from an arbitrary position around the projection lens.
【請求項4】前記斜方反射照明手段は、光源と、該光源
を前記投影レンズ回りで回転可能に保持する回転機構と
を備えることを特徴とする請求項3記載のパターン検査
装置。
4. The pattern inspection apparatus according to claim 3, wherein said oblique reflection illumination means includes a light source and a rotation mechanism for holding said light source rotatably around said projection lens.
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