JP2938881B2 - Lighting equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は照明光量を制御する必要のある観察・計測用
の照明装置、殊にパターンニングされたウェハ等の微小
な形状の観察のための観察装置、域いは微小線幅等の形
状測定を行う計測装置に好適な照明装置に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an observation / measurement illuminating device for which the amount of illumination needs to be controlled, and particularly to an observation device for observing a minute shape such as a patterned wafer. The present invention relates to a lighting device suitable for a device and a measuring device for measuring a shape such as a minute line width.
[従来技術] 一般に微小な形状を観察・測定する場合、照明する光
源は短波長,単一波長である方が解像度が上がり、より
精密な観察・測定が可能となることが知られている。短
波長,単一波長の照明光は所望の波長の光のみ透過する
バンドパスフィルタを利用することによって得られるこ
とも広く知られている。[Prior Art] In general, when observing and measuring a minute shape, it is known that a light source to be illuminated with a short wavelength and a single wavelength has higher resolution and enables more precise observation and measurement. It is also widely known that illumination light having a short wavelength and a single wavelength can be obtained by using a bandpass filter that transmits only light having a desired wavelength.
ところで、観察・測定の対象物の材質の違い等から反
射率が異なるので、汎用性のある装置とするためには、
対象物によって照明光量を調節し、適正な明るさを得る
必要がある。そこで、照明光量が連続的に変えられる機
構が望まれている。By the way, since the reflectance differs due to the difference in the material of the object to be observed / measured, etc., in order to make the device versatile,
It is necessary to obtain an appropriate brightness by adjusting the amount of illumination depending on the object. Therefore, a mechanism capable of continuously changing the illumination light amount is desired.
照明光量を連続的に調節する方法としては、光源の電
圧を調整する方式、楔型NDフィルタによる方式、偏光板
による方式等が一般的に知られている。偏光板を用いて
光量を連続的に変える技術については、特開昭63−1259
12号公報に開示されている。As a method of continuously adjusting the illumination light amount, a method of adjusting the voltage of a light source, a method using a wedge-shaped ND filter, a method using a polarizing plate, and the like are generally known. A technique for continuously changing the light amount using a polarizing plate is disclosed in JP-A-63-1259.
No. 12 discloses this.
[従来技術の問題点と解決すべき課題] しかしながら、光源の電圧を調整することにより照明
光量を連続的に調節する方式には、再現性が悪いこと、
照度を低くして使用すると照度分布にむらができるこ
と、更には電圧を上げることによりランプの寿命が短く
なること等の欠点がある。[Problems of the prior art and problems to be solved] However, the method of continuously adjusting the amount of illumination by adjusting the voltage of the light source has poor reproducibility,
When used with low illuminance, the illuminance distribution becomes uneven, and further, the life of the lamp is shortened by increasing the voltage.
楔型NDフィルタを使用して、観察範囲内で明るさを均
一にするには2枚1組で使用する必要があるが、光量調
節幅を広くすると透過光量が大幅に減少するという欠点
がある。In order to make the brightness uniform within the observation range by using a wedge-shaped ND filter, it is necessary to use a pair of two, but there is a drawback that the amount of transmitted light decreases significantly if the light amount adjustment width is widened .
特開昭63−125912号公報に開示されている偏光板方式
も、光源が一般には無偏光なためなので2枚1組として
使用することが必要であり、透過光量が50%以下になる
という欠点があった。The polarizing plate system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-125912 also has a drawback that since the light source is generally non-polarized light, it must be used as a pair, and the amount of transmitted light is reduced to 50% or less. was there.
本発明の目的は、光源から出射した光から狭い波長域
の光のみを取り出し、しかもその光量は最小限の光量ロ
スで連続的に変化しそのうえ再現性のよい照明装置を提
供することにある。An object of the present invention is to provide an illuminating device in which only light in a narrow wavelength range is extracted from light emitted from a light source, and the amount of light continuously changes with a minimum amount of light loss, and also has good reproducibility.
[課題を解決する手段] 上記課題を解決するために本発明は、対象物の所定の
領域を照明する照明装置において、照明光源と前記対象
物の間に狭い波長域の光を透過する第1及び第2の誘電
体干渉フィルタを二枚配置し、第1誘電体干渉フィルタ
は照明光源が発する光から狭い波長域の光を取り出し、
第2誘電体干渉フィルタは第1誘電体干渉フィルタに対
して駆動手段により所期する角度範囲で傾くようにし、
所望の照明光量を得ることを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a lighting device for illuminating a predetermined area of an object, wherein a first light that transmits light in a narrow wavelength range between an illumination light source and the object is provided. And two second dielectric interference filters are arranged, and the first dielectric interference filter extracts light in a narrow wavelength range from the light emitted by the illumination light source,
The second dielectric interference filter is inclined with respect to the first dielectric interference filter by a driving means in a predetermined angle range,
It is characterized by obtaining a desired illumination light amount.
また、上記発明のの照明装置は蛍光観察用の照明装置
であることを特徴とする。Further, the illumination device of the present invention is a lighting device for fluorescence observation.
[作用] 一般に、バンドパスフィルタはある波長域の光のみを
透過し、バンドパスを狭くすれば単一波長ないし準単一
波長が得られるが、その透過率は誘電体多層膜フィルタ
で製作した場合95%以上となる(第1図)。[Operation] In general, a bandpass filter transmits only light in a certain wavelength range, and a single wavelength or a quasi-single wavelength can be obtained by narrowing the bandpass, but the transmittance is manufactured by a dielectric multilayer filter. In this case, it is 95% or more (Fig. 1).
ここで、この干渉フィルタを光軸に対し任意の角度傾
け、斜入射で光束を通過させると、第2図に示すように
透過率の最も高いピーク波長は短波長側へシフトしてい
く。従って、垂直入射でのピーク波長λpでの透過率に
着目すると、第3図が示すようにフィルタを傾ける角度
θによって透過率Tが減少していくことが判る。Here, when the interference filter is tilted at an arbitrary angle with respect to the optical axis and passes a light beam at an oblique incidence, the peak wavelength having the highest transmittance shifts to the shorter wavelength side as shown in FIG. Therefore, focusing on the transmittance at the peak wavelength λp at normal incidence, it can be seen that the transmittance T decreases with the angle θ at which the filter is inclined as shown in FIG.
即ち、このバンドパスフィルタ2枚を使用し、一枚で
白色光源からある狭い波長域の光を取り出し、他の1枚
はこの波長域の透過率を連続的に減少させる役割を果す
ことになる。In other words, two bandpass filters are used to extract light in a narrow wavelength range from a white light source with one filter, and the other filter functions to continuously reduce the transmittance in this wavelength range. .
この時、光量のロスは、フィルタの透過率を95%とし
ても2枚で90.25となり、ロスは10%程度に押えること
ができる。At this time, the loss of the light amount is 90.25 for two filters even if the transmittance of the filter is 95%, and the loss can be suppressed to about 10%.
また、透過率と傾き角は1対1に対応するので、角度
制御により再現性よく所望の透過率を得ることができ
る。Further, since the transmittance and the tilt angle correspond one to one, a desired transmittance can be obtained with good reproducibility by controlling the angle.
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第4図は本発明に係る照明装置を使用した光学的観察
装置の基本光学系配置図である。この装置はパターニン
グされたウェーハ等のミクロンオーダの線幅を測定する
ものである。FIG. 4 is a basic optical system layout diagram of an optical observation device using the illumination device according to the present invention. This apparatus measures a line width on the order of microns on a patterned wafer or the like.
照明光学系 1は照明用光源であり、高輝度なる輝線スペクトルを
有する超高圧水銀ランプを使用している。2はコンデン
サレンズで超高圧水銀ランプから発した光を集めるため
のものである。The illumination optical system 1 is a light source for illumination, and uses an ultra-high pressure mercury lamp having a bright line spectrum with high luminance. Reference numeral 2 denotes a condenser lens for collecting light emitted from an ultra-high pressure mercury lamp.
3,4はバンドパスフィルタで誘電体多層膜干渉フィル
タにより構成されている。このバンドパスフィルタ3,4
は垂直入射におけるピーク波長をg線(λ=435.8nm)
に設定している。ピーク波長をg線(λ=435.8nm)に
設定しているのは、超高圧水銀ランプから発した光の中
から可視領域にある短波長側の高スペクトルの光を狙っ
たからである。Reference numerals 3 and 4 denote bandpass filters, each of which is constituted by a dielectric multilayer interference filter. This bandpass filter 3,4
Is the g-line (λ = 435.8 nm)
Is set to The reason why the peak wavelength is set to the g-line (λ = 435.8 nm) is that, from light emitted from an extra-high pressure mercury lamp, high-spectrum light in the short wavelength side in the visible region is aimed at.
更にフィルタ4は光軸に対して最大40゜まで傾くよう
に設定されている。このフィルタの傾きは手動又は電動
にて制御する。本実施例では傾き角を0゜から40゜まで
変えることで、光量比200:1まで連続可変となった。本
実施例は傾斜角度の最大を40゜に設定されているが、垂
直入射におけるピーク波長の種類,バンドパスフィルタ
の性能,観察に要求される光量の変化量等を考慮して適
宜決めれば良い。Further, the filter 4 is set so as to be inclined up to 40 ° with respect to the optical axis. The inclination of this filter is controlled manually or electrically. In this embodiment, by changing the inclination angle from 0 ° to 40 °, the light amount ratio can be continuously changed up to 200: 1. In the present embodiment, the maximum tilt angle is set to 40 °, but may be determined as appropriate in consideration of the type of peak wavelength at normal incidence, the performance of the bandpass filter, the amount of change in the amount of light required for observation, and the like. .
5,7,9ではコレクタレンズである。6は開口絞りで、
フィラメント像が結像する位置に配置されている。8は
視野絞りである。In 5,7,9, it is a collector lens. 6 is an aperture stop,
It is arranged at the position where the filament image is formed. Reference numeral 8 denotes a field stop.
16はランプ用光源である。 Reference numeral 16 denotes a lamp light source.
これらの照明光学系100は観察系と共用される共用光
学系101を構成するハーフミラー10,プリズム11,対物レ
ンズ12と相俟って、全体としてケラー照明系を構成して
いる。The illumination optical system 100, together with the half mirror 10, the prism 11, and the objective lens 12, which constitute the shared optical system 101 shared with the observation system, constitutes a Keller illumination system as a whole.
以上の照明光学系において、水銀ランプ1の前方に配
置されたバンドパスフィルタ3によりg線のみ取り出
し、バンドパスフィルタ(干渉フィルタ)4を光軸に対
し傾けることで、フィルタを透過するピーク波長をg線
からずらし、両バンドパスフィルタ3,4を透過するg線
の透過率を連続的に変えることができる。In the above illumination optical system, only the g-line is extracted by the band-pass filter 3 disposed in front of the mercury lamp 1 and the band-pass filter (interference filter) 4 is tilted with respect to the optical axis to reduce the peak wavelength transmitted through the filter. Shifting from the g-line, the transmittance of the g-line passing through both bandpass filters 3 and 4 can be continuously changed.
観察系 観察系は肉眼観察系102とモニタ観察系103とからな
る。Observation system The observation system includes a visual observation system 102 and a monitor observation system 103.
肉眼観察系102は視野絞り14と接眼レンズ15とからな
る。The visual observation system 102 includes a field stop 14 and an eyepiece 15.
モニタ観察系103はテレビカメラ17、カメラコントロ
ーラ18、線幅測定器19とからなる。The monitor observation system 103 includes a television camera 17, a camera controller 18, and a line width measuring device 19.
パターニングされたウェーハ等の被測定物13の表面を
撮像したテレビカメラ17はカメラコントローラ18を介し
て線幅測定器19に信号を送り、線幅測定器19は画像処理
を施しパターンの線幅を測定する。その結果はモニタ
(図示せず)に表示される。A television camera 17 that has imaged the surface of the DUT 13 such as a patterned wafer sends a signal to a line width measuring device 19 via a camera controller 18, and the line width measuring device 19 performs image processing to determine the line width of the pattern. Measure. The result is displayed on a monitor (not shown).
以上の実施例は線幅測定用顕微鏡観察装置に用いられ
た場合であるが、照明光学系の構成や観察光学系の構成
いかんに拘らず用いることができるのはいうまでもな
い。Although the above embodiment is applied to a line width measurement microscope observation apparatus, it goes without saying that it can be used regardless of the configuration of the illumination optical system or the configuration of the observation optical system.
また、レジストパターンを観察する方法として蛍光観
察が有効であることが知られているが、これには蛍光を
励起する高輝度な単一波長が必要であり、このための光
源としては超高圧水銀燈が一般的である。しかし、超高
圧水銀燈は放電燈であり電圧をコントロールして光量を
調整することはできないので、本発明の方式を用いるこ
とにより容易に光量を連続的に変えることができる。It is also known that fluorescence observation is effective as a method for observing a resist pattern. However, this requires a high-intensity single wavelength to excite fluorescence, and an ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source for this. Is common. However, since the ultra-high pressure mercury lamp is a discharge lamp and the voltage cannot be controlled to adjust the light quantity, the light quantity can be easily and continuously changed by using the method of the present invention.
{発明の効果] 本発明によれば、楔型NDフィルターや偏光方式等の従
来の光量変更方式に比較して、効率良く光量を得ること
ができると共に、狭い波長域の照明光の光量変化を正確
かつ容易にすることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to efficiently obtain a light amount as compared with a conventional light amount changing method such as a wedge-shaped ND filter or a polarization method, and to reduce a change in the light amount of illumination light in a narrow wavelength range. Can be accurate and easy.
第1図は誘電体多層膜干渉フィルタの透過特性を表した
図、第2図は誘電体多層膜干渉フィルタを光軸に対し任
意の角度傾けたときの透過特性を表した図、第3図は誘
電体多層膜干渉フィルタの傾き角による垂直入射でのピ
ーク波長の透過率の変化を表した図、第4図は本発明の
一実施例の光学的観察装置の基本光学系の配置図であ
る。 1……水銀ランプ 3,4……バンドパスフィルタ 12……対物レンズ、 16……ランプ用電源 17……テレビカメラ、 18……線幅測定器FIG. 1 is a diagram illustrating transmission characteristics of a dielectric multilayer interference filter, FIG. 2 is a diagram illustrating transmission characteristics when the dielectric multilayer interference filter is inclined at an arbitrary angle with respect to an optical axis, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a change in transmittance of a peak wavelength at a vertical incidence depending on an inclination angle of a dielectric multilayer interference filter. FIG. 4 is a layout diagram of a basic optical system of an optical observation apparatus according to an embodiment of the present invention. is there. 1 ... Mercury lamp 3,4 ... Bandpass filter 12 ... Objective lens 16 ... Power supply for lamp 17 ... TV camera 18 ... Line width measuring instrument
Claims (2)
おいて、照明光源と前記対象物の間に狭い波長域の光を
透過する第1及び第2の誘電体干渉フィルタを二枚配置
し、第1誘電体干渉フィルタは照明光源が発する光から
狭い波長域の光を取り出し、第2誘電体干渉フィルタは
第1誘電体干渉フィルタに対して駆動手段により所期す
る角度範囲で傾くようにし、所望の照明光量を得ること
を特徴とする照明装置。1. An illumination device for illuminating a predetermined area of an object, wherein two first and second dielectric interference filters transmitting light in a narrow wavelength range are arranged between the illumination light source and the object. The first dielectric interference filter extracts light in a narrow wavelength range from the light emitted by the illumination light source, and the second dielectric interference filter tilts the first dielectric interference filter in a predetermined angle range by a driving unit with respect to the first dielectric interference filter. A lighting device for obtaining a desired illumination light amount.
置であることを特徴とする照明装置。2. An illumination device according to claim 1, wherein said illumination device is an illumination device for fluorescence observation.
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JP63267640A JP2938881B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Lighting equipment |
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JP63267640A JP2938881B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Lighting equipment |
Publications (2)
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JPH02114402A JPH02114402A (en) | 1990-04-26 |
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Family Applications (1)
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JP63267640A Expired - Fee Related JP2938881B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Lighting equipment |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61153002U (en) * | 1985-03-12 | 1986-09-22 | ||
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1988
- 1988-10-24 JP JP63267640A patent/JP2938881B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2017137350A1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | Danmarks Tekniske Universitet | Wavelength tuneable led light source |
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JPH02114402A (en) | 1990-04-26 |
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