JPH02281223A

JPH02281223A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH02281223A
Application number: JP1101649A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kumazawa; 雅人熊澤; Kinya Kato; 欣也加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2794764B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば、ＬＳＩ製造に供するレチクル（マス
クと同義）の欠陥検査に用いられる、被検査体を観察す
る観察光学装置の構造に関する。

［従来の技術］第２図は、従来のレチクル欠陥検査装置の光学系の構成
を示す。ここで、観察光学系は、必要に応じ切り替える
対物レンズ１０３〜１０５、撮像素子１３２、この撮像
素子ＩＳ２上の観察領域を調整する調整レンズ１０８等
により構成され、目視観察用の接眼レンズ１１０と跳ね
のけミラー１０７を備えている。

被検査体のレチクルＲ２は透過照明光源ＢＬ２により下
方から照明され、レチクルＲ２上面の検査対象（回路パ
ターン）からの観察光は、対物レンズ１０４、ハーフミ
ラ−１０６、変倍リレーレンズ１０８を経て、拡大され
て撮像素子ＩＳ２に人力され、テレビモニターＭ２に映
像出力される。

この検査装置には、検査対象と対物レンズ１０４間の距
離を最適に自動調整する、自動焦点機構が組み込まれて
いる。自動焦点検出光学系は、焦点検出装置ＦＳ２、対
物レンズの交換に応じて挿入される色収差補正レンズ１
１２、赤外光を反射して可視光を透過するダイクロイッ
クミラー１１１、ハーフミラ−１０６、対物レンズ１０
４で構成され、焦点検出用の光を用いて検査対象と対物
レンズ１０４間の距離を検出する。この距離は図示され
ない手段によって自動的に調整される。

焦点検出用の光（この場合赤外光）は、焦点検出装置Ｆ
Ｓ２から射出され、ダイクロイックミラ１１１とハーフ
ミラ−１０６で反射され、対物レンズ１０４を通って検
査対象で反射され、同一の経路を逆進して焦点検出装置
ＦＳ２に導かれる。

上述のように、対物レンズ（１０３〜１ｏ５）は、３種
類の観察倍率に応じて３木取り付けられていて、用途に
従って切り換える構造となっている。すなわち、アライ
メント時には広い視野を必要とするので低倍率の対物レ
ンズ１０３、レチクルＲ２検査時は中倍率の対物レンズ
１０４、さらに高倍率の必要な場合は高倍率の対物レン
ズ１゜５に切り替える。

このとき、調整レンズ１０８で撮像素子ＩＳ２の視野を
調整し直し、さらに、色収差補正レンズ１１２を交換し
て、自動焦点検出光学系に発生する軸方向色収差を補正
する。

［発明が解決しようとする課題］上述したような従来の外観検査装置は、観察倍率に応じ
て対物レンズを切り替える必要があるとともに、色収差
補正レンズによる自動焦点検出光学系の補正が必要だっ
た。また、対物レンズ切り替え機構部分が被検査物の直
上にあるため、切り替え操作時に機械の摺動部分からゴ
ミが発生し、被検査物に付着して新たな汚染問題を生じ
ていた。

本発明は、対物レンズの切り替えを必要としない、観察
倍率の変更が容易な観察光学装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］請求項（１）の観察光学装置は、対物レンズを一定倍率
の固定対物レンズとし、観察倍率を変更するための変倍
光学系は別個に備えたものである。

請求項（２）の観察光学装置は、請求項（１）の観察光
学装置の対物レンズ系を無限系としたものである。

請求項（３）の観察光学装置は、請求項（１）または（
２）の観察光学装置であって、その観察光学系に観察光
と焦点検出用の光を分離する分割光学系を設けるととも
に、この焦点検出用の光を検出して、対物レンズと検査
体の距離を最適に調整する自動焦点機構を備えたもので
ある。

［作用］請求項（１）の観察光学装置では、対物レンズが一定倍
率の固定されたレンズだから、観察倍率を変更するとき
、対物レンズを切り替えないで別個に設けられた変倍光
学系により倍率の変更が行われる。

請求項（２）の観察光学装置においては、無限系対物レ
ンズにより被検査体からの光が平行光束に変換されると
ともに、結像レンズにより結像レンズの後側焦点位置に
被検査体の像が形成される。

請求項（３）の観察光学装置では、分割光学系で分離さ
れた焦点検出用の光によって対物レンズと被検査体の間
の距離が検出され、自動焦点機構は、この距離検出結果
に基いて対物レンズと被検査体間の距離を自動的に最適
に調整する。

［発明の実施例］第１図は本発明に係る外観検査装置の一実施例になる、
レチクルＲの欠陥検査装置の光学系の構成を示す。本実
施例では、従来必要な倍率に応じて切り替えて使用して
いた対物レンズを、アライメントに必要な視野と検査に
必要な開口数を持つ１木の無限系の対物レンズ３にする
とともに、観察倍率の変更は、結像レンズ９により形成
される像の後方に設置した変倍リレーレンズ１１によっ
て行う構成とした。

本実施例の観察光学系は、固定された無限系の対物レン
ズ３、結像レンズ９、赤外光を透過して可視光を反射す
るダイクロイックミラー４、変倍リレーレンズ１１、撮
像素子Ｉｓ等て構成され、目視観察用の跳ねのけミラー
１２と接眼レンズ１３を備える。

レチクルＲは透過照明光源ＢＬにより下方から照明され
て、レチクルＲ上面の検査対象（回路パターン）からの
観察光は、対物レンズ３に捕えられ、ダイクロイックミ
ラー４で反射され、ハーフミラ−７を経て、結像レンズ
９により視標１０上に結像する。この像を変倍リレーレ
ンズ１１により適切な倍率に拡大して、撮像素子ＩＳに
人力、テレビモニターＭに映像出力して、レチクルＲの
検査を行なう。

また、テレビモニターＭ画面上の異常が欠陥かゴミかの
判別を要するような場合、落射照明光源ＲＬとハーフミ
ラ−７でレチクルＲを上方から照明するとともに、跳ね
のけミラー１２を光路中に挿入して接眼レンズ１３から
前記異常の目視観察を行う。

この検査装置には、レチクルＲと対物レンズ３との間の
距離を最適に自動調整する、自動焦点機構が組み込まれ
ている。焦点検出光学系は、焦点検出装置ＦＳ、結像レ
ンズ５、ダイクロイックミラー４（赤外光を透過して可
視光を反射する）、対物レンズ３により構成される。

焦点検出装置ＦＳは、赤外発光ＬＥＤを用いて焦点検出
用のパターンを赤外光によりレチクルＲ上に投影する。

焦点検出装置ＦＳは、この赤外光のレチクルＲ表面での
反射光を捕え、内部のビームスプリッタ−により分割し
て、焦点検出用のパターンを結像させる。焦点検出装置
ＦＳは、この像から焦点の整合状態を検出するものであ
る。

焦点検出用の光である赤外光は、焦点検出装置ＦＳから
射出され、結像レンズ５、ダイクロイックミラー４、対
物レンズ３を通ってレチクルＲで反射され、同一の経路
を逆進して焦点検出装置ＦＳに導かれる。

焦点検出装置ＦＳは、レチクルＲと対物レンズ３間の距
離を検出し、この距離は図示されない手段によって自動
的に調整される。

本実施例においては、対物レンズ３は無限系としたが、
従来同様、有限系でも構成可能である。

本実施例においては、ダイクロイックミラー４により、
対物レンズ３の直後で焦点検出装置ＦＳへの光学系を分
離したので、全体の構造が単純化され、ダイクロイック
ミラーの製作も容易となった（赤外光透過型は、可視光
透過型よりも製作が容易である）。しかし、従来同様、
赤外光反射型のダイクロイックミラーを用いたり、ハー
フミラ−のみで光学系を構成することも可能である。

［発明の効果］請求項（１）の観察光学装置は、従来のような対物レン
ズ切り替えに関する被検査物の直上の摺動部分が無いの
で、被検査物を汚染するゴミの発生が少ない。また、倍
率変更時の焦点検出に用いる色収差補正レンズの挿入、
交換等の繁雑な調整が不要となった。

請求項（１）の観察光学装置は、さらに、対物レンズを
無限系にした場合の装置光学系全体の構造をより簡単な
ものにできる。また、自動焦点機構を取り付ける場合、
対物レンズに応じた焦点目標数が減って、自動焦点機構
全体の構造と動作が単純化される。

請求項（２）の観察光学装置では、対物レンズ３は無限
遠設計なので、観察光学系に挿入されたミラー（実施例
中の４と７と１２）での非対称な色収差を生じない等の
効果がある。これにより、光学系全体の設計の自由度が
増した。

請求項（３）の観察光学装置では、自動焦点機構が焦点
調整を行なうから、観察者は自ら焦点調整を行なうこと
なく、直ちに観察が可能である。また観察光学系と自動
焦点機構光学系は対物レンズ等の構成部品を共有するの
で、自動焦点機構の動作精度が向上し、全体の部品数も
減った。

【図面の簡単な説明】

［図面の説明コ第１図は本発明の一実施例に係るレチクル検査装置の光
学系の構成図。第２図は従来例の説明に係るレチクル検
査装置の光学系の構成図である。［主要部分の符号の説明］３・・・対物レンズ４・・・ダイクロイックミラー７・・・ハーフミラ９・・・結像レンズ１１・・・変倍リレーレンズＢＬ・・・透過照明光源Ｒ・・・レチクルＦＳ・・・焦点検出装置ＩＳ・・・撮像素子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査体を透過、あるいは被検査体で反射した観
察光を用いて、被検査体の観察像を所定の倍率に変倍し
て結像させる観察光学系を有する観察光学装置において
、前記観察光学系が、一定倍率の固定された対物レンズ系
と、この対物レンズが捕えた前記観察像を所定の倍率に
変倍させる変倍光学系とを備えたことを特徴とする観察
光学装置。
（２）前記対物レンズ系が、無限系対物レンズと結像レ
ンズとを有することを特徴とする請求項（１）記載の観
察光学装置。
（３）前記観察光学系が前記観察光から焦点検出用の光
を分離する分割光学系を備え、この焦点検出光により対
物レンズ系の焦点を検出して作動する自動焦点機構を設
けたことを特徴とする請求項（１）または（２）記載の
観察光学装置。