JPH04328407A - 試料面位置測定装置 - Google Patents
試料面位置測定装置Info
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- JPH04328407A JPH04328407A JP3098756A JP9875691A JPH04328407A JP H04328407 A JPH04328407 A JP H04328407A JP 3098756 A JP3098756 A JP 3098756A JP 9875691 A JP9875691 A JP 9875691A JP H04328407 A JPH04328407 A JP H04328407A
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Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料面の位置を光学的
に測定する試料面位置測定装置に係わり、特に半導体製
造装置，検査装置におけるウェハやマスク等の試料面の
高さ位置を測定するのに適した試料面位置測定装置に関
する。
に測定する試料面位置測定装置に係わり、特に半導体製
造装置，検査装置におけるウェハやマスク等の試料面の
高さ位置を測定するのに適した試料面位置測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ検査装置、例えばマスク・レチク
ル欠陥検査装置等、投影結像光学系を有する装置におい
て、マスク基板等の試料面上のパターンを投影結像する
場合、試料の反りその他の要因により試料表面の位置（
光学系に対する距離）が変動する。このため、投影光学
系の焦点深度を越えて結像特性が悪化し、いわゆるピン
ボケが生じてしまう。そこで従来、試料面の位置の変動
量を測定し、該変動量に応じてその補正を行う方法を採
用している。
ル欠陥検査装置等、投影結像光学系を有する装置におい
て、マスク基板等の試料面上のパターンを投影結像する
場合、試料の反りその他の要因により試料表面の位置（
光学系に対する距離）が変動する。このため、投影光学
系の焦点深度を越えて結像特性が悪化し、いわゆるピン
ボケが生じてしまう。そこで従来、試料面の位置の変動
量を測定し、該変動量に応じてその補正を行う方法を採
用している。
【０００３】従来の試料面位置測定装置としては、図６
に示すような光学的手法を利用したものがある（特開昭
５６−２６３２号公報）。この装置では、レーザ光源Ｌ
から放射された光をレンズＬ１ によりスポット状に集
束して試料面上に照射し、その反射光をレンズＬ２ に
よって検出器Ｄ上に結像させる。そして、この検出器Ｄ
の検出出力を演算処理することによって、試料表面の高
さ位置を測定している。なお、図６中のＥは電子光学鏡
筒、Ｐ１ 〜Ｐ４ は反射ミラーを示している。
に示すような光学的手法を利用したものがある（特開昭
５６−２６３２号公報）。この装置では、レーザ光源Ｌ
から放射された光をレンズＬ１ によりスポット状に集
束して試料面上に照射し、その反射光をレンズＬ２ に
よって検出器Ｄ上に結像させる。そして、この検出器Ｄ
の検出出力を演算処理することによって、試料表面の高
さ位置を測定している。なお、図６中のＥは電子光学鏡
筒、Ｐ１ 〜Ｐ４ は反射ミラーを示している。
【０００４】しかしながら、この種の測定装置において
は次のような問題があった。即ち、近年のＬＳＩパター
ンの微細化に伴い投影光学系の解像性を上げるために、
図７に示すように、対物レンズ５０のＮＡ（開口数）を
大きくする傾向が強くなっている。さらに、試料面、特
にマスク面上のゴミの付着を防ぐため、マスク５１の表
面に透明なペリクル膜５２を装着した試料の検査の要求
も高まっている。このため、投影光学系と試料面との間
のスペースの余裕が小さくなり、従来のような測定装置
の構成が困難になっている。
は次のような問題があった。即ち、近年のＬＳＩパター
ンの微細化に伴い投影光学系の解像性を上げるために、
図７に示すように、対物レンズ５０のＮＡ（開口数）を
大きくする傾向が強くなっている。さらに、試料面、特
にマスク面上のゴミの付着を防ぐため、マスク５１の表
面に透明なペリクル膜５２を装着した試料の検査の要求
も高まっている。このため、投影光学系と試料面との間
のスペースの余裕が小さくなり、従来のような測定装置
の構成が困難になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、投影
光学系のＮＡが大きくなったり、ペリクル膜付きの試料
面の検査では、投影光学系と試料面との間のスペースの
余裕が小さくなり、従来のような測定装置の構成が困難
になっている。
光学系のＮＡが大きくなったり、ペリクル膜付きの試料
面の検査では、投影光学系と試料面との間のスペースの
余裕が小さくなり、従来のような測定装置の構成が困難
になっている。
【０００６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、投影光学系と試料面と
の間のスペース余裕が小さくなっても、試料面の高さ位
置を測定することのできる試料面位置測定装置を提供す
ることにある。
ので、その目的とするところは、投影光学系と試料面と
の間のスペース余裕が小さくなっても、試料面の高さ位
置を測定することのできる試料面位置測定装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、測定用
の光を投影光学系の対物レンズを通して被測定試料面に
照射し、その反射光を検出して試料面の高さ位置を測定
することにある。
の光を投影光学系の対物レンズを通して被測定試料面に
照射し、その反射光を検出して試料面の高さ位置を測定
することにある。
【０００８】即ち本発明は、被測定試料面に光を照射し
その反射光を検出して試料面の高さ位置を測定する試料
面位置測定装置において、被測定試料面に対して垂直な
方向に光軸を持ち、所定波長の第１の光を用いた投影結
像に供される投影光学系と、この投影光学系の対物レン
ズを通して試料面に第１の光とは波長の異なる第２の光
を集束光として照射する測定用光照射部と、投影光学系
の対物レンズに対し試料面と反対側に配置され、第１の
光と第２の光とを分離する波長選択素子（例えば、第１
の光を透過し第２の光を反射するダイクロイックミラー
）と、第２の光の照射により試料面で反射され波長選択
素子を介して得られた反射光を検出する光電検出器と、
この光電検出器の検出出力に基づいて試料面の高さ位置
を測定する手段とを具備してなることを特徴とする。ま
た、本発明の望ましい実施態様としては、次のものがあ
げられる。 （１） 第２の光は対物レンズの中心をずれた部分のみ
経由し、試料面に対して斜め方向から入射すること。 （２） 第１の光の波長と第２の光の波長とは４０ｎｍ
以上離れており、対物レンズは第１及び第２の光の両方
に対して収差補正されていること。 （３） 測定用光照射部の光源は、半導体レーザである
こと。 （４） 半導体レーザの発振モードは、シングルモード
であること。
その反射光を検出して試料面の高さ位置を測定する試料
面位置測定装置において、被測定試料面に対して垂直な
方向に光軸を持ち、所定波長の第１の光を用いた投影結
像に供される投影光学系と、この投影光学系の対物レン
ズを通して試料面に第１の光とは波長の異なる第２の光
を集束光として照射する測定用光照射部と、投影光学系
の対物レンズに対し試料面と反対側に配置され、第１の
光と第２の光とを分離する波長選択素子（例えば、第１
の光を透過し第２の光を反射するダイクロイックミラー
）と、第２の光の照射により試料面で反射され波長選択
素子を介して得られた反射光を検出する光電検出器と、
この光電検出器の検出出力に基づいて試料面の高さ位置
を測定する手段とを具備してなることを特徴とする。ま
た、本発明の望ましい実施態様としては、次のものがあ
げられる。 （１） 第２の光は対物レンズの中心をずれた部分のみ
経由し、試料面に対して斜め方向から入射すること。 （２） 第１の光の波長と第２の光の波長とは４０ｎｍ
以上離れており、対物レンズは第１及び第２の光の両方
に対して収差補正されていること。 （３） 測定用光照射部の光源は、半導体レーザである
こと。 （４） 半導体レーザの発振モードは、シングルモード
であること。
【０００９】
【作用】本発明によれば、測定用の第２の光は対物レン
ズを通るため、光学レンズのＮＡの大小に拘らず、また
試料面と対物レンズとのスペースの大小に拘らず、第２
の光を試料面上に照射することができ、その反射光も光
電検出器まで導くことができる。従って、投影光学系の
対物レンズのＮＡがいくら大きくても、またペリクル膜
付きの試料面であっても、その高さ位置の測定が可能と
なる。さらに、同軸光学系を採用しているため、従来（
図６）のような方式において発生した対物レンズと検出
光学系間のフォーカスずれは発生しない。
ズを通るため、光学レンズのＮＡの大小に拘らず、また
試料面と対物レンズとのスペースの大小に拘らず、第２
の光を試料面上に照射することができ、その反射光も光
電検出器まで導くことができる。従って、投影光学系の
対物レンズのＮＡがいくら大きくても、またペリクル膜
付きの試料面であっても、その高さ位置の測定が可能と
なる。さらに、同軸光学系を採用しているため、従来（
図６）のような方式において発生した対物レンズと検出
光学系間のフォーカスずれは発生しない。
【００１０】また、対物レンズを測定用の第２の光に対
しても収差補正すれば、試料面上での結像特性が良く、
高精度な位置測定が可能となる。さらに、測定用の第２
の光の波長を投影結像系の第１の光の波長から４０ｎｍ
以上離すことにより、ダイクロイックミラー等により２
つの光の分離を容易に行うことが可能となる。
しても収差補正すれば、試料面上での結像特性が良く、
高精度な位置測定が可能となる。さらに、測定用の第２
の光の波長を投影結像系の第１の光の波長から４０ｎｍ
以上離すことにより、ダイクロイックミラー等により２
つの光の分離を容易に行うことが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面を参照しながら説
明する。
明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例に係わる試料面
位置測定装置を示す概略構成図である。なお、この実施
例装置は、マスク・レチクルのパターンを検査する検査
装置に設けられ、試料面の位置を測定するものとした。
位置測定装置を示す概略構成図である。なお、この実施
例装置は、マスク・レチクルのパターンを検査する検査
装置に設けられ、試料面の位置を測定するものとした。
【００１３】図中１は被検査物（被測定試料）であるマ
スク又はレチクル、２は検査光学系（投影光学系）の対
物レンズ、３はダイクロイックミラー、４は測定光（第
２の光）を発生する半導体レーザ（測定用光照射部）、
５は集光レンズ、６は絞り、７はリレーレンズ、８は反
射ミラー、９はリレーレンズ、１０は光電検出器、１１
は加算器、１２は減算器、１３は除算器、１４は位置測
定回路、１５は検査使用光（第１の光）、１６は検査光
学系のリレーレンズである。
スク又はレチクル、２は検査光学系（投影光学系）の対
物レンズ、３はダイクロイックミラー、４は測定光（第
２の光）を発生する半導体レーザ（測定用光照射部）、
５は集光レンズ、６は絞り、７はリレーレンズ、８は反
射ミラー、９はリレーレンズ、１０は光電検出器、１１
は加算器、１２は減算器、１３は除算器、１４は位置測
定回路、１５は検査使用光（第１の光）、１６は検査光
学系のリレーレンズである。
【００１４】半導体レーザ４は、例えば発振波長が６７
０ｎｍ前後の可視光を発光するものである。この半導体
レーザ４としては、図２に示すようなＩｎＧａＡＩＰを
用いた構造のものが市販されており、５ｍＷ以上の出力
が得られる。特に、屈折率導波型のものでは、図３に示
すように、シングルモードの発振で極めて良好な単色性
が得られている。また、光電検出器１０としては、例え
ば公知のラテラル光効果を用いた半導体位置検出器（Ｐ
ＳＤ）を用いる。
０ｎｍ前後の可視光を発光するものである。この半導体
レーザ４としては、図２に示すようなＩｎＧａＡＩＰを
用いた構造のものが市販されており、５ｍＷ以上の出力
が得られる。特に、屈折率導波型のものでは、図３に示
すように、シングルモードの発振で極めて良好な単色性
が得られている。また、光電検出器１０としては、例え
ば公知のラテラル光効果を用いた半導体位置検出器（Ｐ
ＳＤ）を用いる。
【００１５】検査使用光としては、４００〜６００ｎｍ
の波長のものを使用する。この光源としては、強度の強
いものとして例えば水銀ランプのｇ線、ｅ線、α線等が
考えられる。ダイクロイックミラー３は、検査使用光（
λ＝４００〜６００ｎｍ）に対しては透過し、半導体レ
ーザ光（λ＝６７０ｎｍ）に対しては反射する特性を持
つものである。ここで、後述するようにレーザ光を検査
使用光と４０ｎｍ以上離すと、ダイクロイックミラーを
多層膜の蒸着により容易に実現できる。
の波長のものを使用する。この光源としては、強度の強
いものとして例えば水銀ランプのｇ線、ｅ線、α線等が
考えられる。ダイクロイックミラー３は、検査使用光（
λ＝４００〜６００ｎｍ）に対しては透過し、半導体レ
ーザ光（λ＝６７０ｎｍ）に対しては反射する特性を持
つものである。ここで、後述するようにレーザ光を検査
使用光と４０ｎｍ以上離すと、ダイクロイックミラーを
多層膜の蒸着により容易に実現できる。
【００１６】検査光学系の対物レンズ２は通常、検査使
用光の波長についてのみ収差補正して設計されるが、こ
こでは半導体レーザ光の波長についても収差補正するも
のとする。特に本実施例では、測定用の光が対物レンズ
２の全開口ではなく一部分のみを使用する方式であり、
この収差に関しては有利な光学系となっている。
用光の波長についてのみ収差補正して設計されるが、こ
こでは半導体レーザ光の波長についても収差補正するも
のとする。特に本実施例では、測定用の光が対物レンズ
２の全開口ではなく一部分のみを使用する方式であり、
この収差に関しては有利な光学系となっている。
【００１７】本実施例は上記のような構成からなり、半
導体レーザ４から出射されるレーザ光は集光レンズ５に
より絞り６付近でいったん点像を形成する。その後、リ
レーレンズ７を通りダイクロイックミラー３で反射され
、対物レンズ２に入射し、対物レンズ２を介して試料１
面上でスポット像を形成する。試料面上で反射した光は
再び対物レンズ２を通り、ダイクロイックミラー３で反
射され、反射ミラー８及びリレーレンズ９を経由して、
ＰＳＤ１０上に再度スポット像を作る。
導体レーザ４から出射されるレーザ光は集光レンズ５に
より絞り６付近でいったん点像を形成する。その後、リ
レーレンズ７を通りダイクロイックミラー３で反射され
、対物レンズ２に入射し、対物レンズ２を介して試料１
面上でスポット像を形成する。試料面上で反射した光は
再び対物レンズ２を通り、ダイクロイックミラー３で反
射され、反射ミラー８及びリレーレンズ９を経由して、
ＰＳＤ１０上に再度スポット像を作る。
【００１８】以上は試料面の位置におけるスポット像が
最適結像条件の場合であり、仮りに図４に示すように試
料面位置がΔｚだけずれた場合、反射光の位置はずれて
ＰＳＤ１０上での光の位置もずれる。ＰＳＤ１０は、半
導体基板に抵抗性薄膜を形成すると共に該薄膜の両端に
出力端子を設け半導体基板を接地したもので、光スポッ
トの抵抗性薄膜照射位置の変位により一対の出力端子か
らアンバランスな信号が出力される。従って、この出力
信号を加算器１１，減算器１２及び除算器１３等からな
る信号処理回路により信号処理し、さらに位置測定回路
１４で演算処理すれば、試料面の位置が上記最適結像条
件からどれだけずれているかを求めることができる。Ｐ
ＳＤ１０上での位置ずれ量ΔｘとΔｚとの関係を求める
と Δｘ＝２・β・ｓｉｎθ０ ・Δｚ ‥‥‥
（１）となる。但し、θ０ は入射角度、βは光学倍
率（対物レンズとリレーレンズで決まる）である。例え
ばθ０ ＝３０°，β＝６０倍とすると Δｘ＝６０・Δｚ
最適結像条件の場合であり、仮りに図４に示すように試
料面位置がΔｚだけずれた場合、反射光の位置はずれて
ＰＳＤ１０上での光の位置もずれる。ＰＳＤ１０は、半
導体基板に抵抗性薄膜を形成すると共に該薄膜の両端に
出力端子を設け半導体基板を接地したもので、光スポッ
トの抵抗性薄膜照射位置の変位により一対の出力端子か
らアンバランスな信号が出力される。従って、この出力
信号を加算器１１，減算器１２及び除算器１３等からな
る信号処理回路により信号処理し、さらに位置測定回路
１４で演算処理すれば、試料面の位置が上記最適結像条
件からどれだけずれているかを求めることができる。Ｐ
ＳＤ１０上での位置ずれ量ΔｘとΔｚとの関係を求める
と Δｘ＝２・β・ｓｉｎθ０ ・Δｚ ‥‥‥
（１）となる。但し、θ０ は入射角度、βは光学倍
率（対物レンズとリレーレンズで決まる）である。例え
ばθ０ ＝３０°，β＝６０倍とすると Δｘ＝６０・Δｚ
【００１９】となり、試料面上でΔｚ＝１μｍならＰＳ
Ｄ上でΔｘ＝６０μｍとなる。この比例定数２・β・ｓ
ｉｎθ０ は、θ０ とβを変更することにより自由に
変えることができる。
Ｄ上でΔｘ＝６０μｍとなる。この比例定数２・β・ｓ
ｉｎθ０ は、θ０ とβを変更することにより自由に
変えることができる。
【００２０】なお、上記信号処理回路における信号処理
としては、減算器１２の出力信号（減算値）と加算器１
１の出力信号（加算値）とを除算器１３に入力し、減算
値を加算値で除算することにより、正規化した信号を得
ることができる。
としては、減算器１２の出力信号（減算値）と加算器１
１の出力信号（加算値）とを除算器１３に入力し、減算
値を加算値で除算することにより、正規化した信号を得
ることができる。
【００２１】以上の本実施例における注目点は、まず測
定用の光に対して対物レンズ２が収差補正されているこ
とであり、このため試料面上での結像特性が良く、非常
に小さなスポット像を形成できる。本実施例ではさらに
測定用光源に単色性の半導体レーザを用いており、しか
も対物レンズ２の一部分のみを経由する光学系のため収
差の点で有利な光学系となっている。このことは非常に
重要で、試料面上での像が小さければ小さいほど試料面
上のパターンの影響による測定誤差を小さくすることが
できるためである。
定用の光に対して対物レンズ２が収差補正されているこ
とであり、このため試料面上での結像特性が良く、非常
に小さなスポット像を形成できる。本実施例ではさらに
測定用光源に単色性の半導体レーザを用いており、しか
も対物レンズ２の一部分のみを経由する光学系のため収
差の点で有利な光学系となっている。このことは非常に
重要で、試料面上での像が小さければ小さいほど試料面
上のパターンの影響による測定誤差を小さくすることが
できるためである。
【００２２】また、ダイクロイックミラー３では検査使
用光と測定光（半導体レーザ光）の分離が容易に行える
ため、互いの光が影響し合うことがない。これは、２つ
の光の波長を４０ｎｍ以上離した効果によるものである
。２０ｎｍ程度の波長差の光を分離するダイクロイック
ミラーは存在するが、光学設計のし易さ、多層膜の経時
変化など、装置に使用する条件を考えると、図５にその
分光透過特性の一例（４５°入射に対する分光透過率）
を示すように、２０ｎｍの分離幅で設計しても実際には
それ以上のものができてしまい、安定して使用すること
が難しい。我々は鋭意研究の結果、この波長差を４０ｎ
ｍ以上にする条件が実用上最も良いことをつきとめた。 つまり、ダイクロイックミラー３での光の分離が安定し
て行え、且つ対物レンズ２の収差補正にも都合が良いの
がこの条件である。
用光と測定光（半導体レーザ光）の分離が容易に行える
ため、互いの光が影響し合うことがない。これは、２つ
の光の波長を４０ｎｍ以上離した効果によるものである
。２０ｎｍ程度の波長差の光を分離するダイクロイック
ミラーは存在するが、光学設計のし易さ、多層膜の経時
変化など、装置に使用する条件を考えると、図５にその
分光透過特性の一例（４５°入射に対する分光透過率）
を示すように、２０ｎｍの分離幅で設計しても実際には
それ以上のものができてしまい、安定して使用すること
が難しい。我々は鋭意研究の結果、この波長差を４０ｎ
ｍ以上にする条件が実用上最も良いことをつきとめた。 つまり、ダイクロイックミラー３での光の分離が安定し
て行え、且つ対物レンズ２の収差補正にも都合が良いの
がこの条件である。
【００２３】なお、図４に示す最適結像条件からずれて
いる場合、ＰＳＤ１０上ではスポット像はぼけるが、Ｐ
ＳＤ１０では光の重心位置を求めるため光の位置を求め
る上では問題なく、前記 （１）式が満足される。
いる場合、ＰＳＤ１０上ではスポット像はぼけるが、Ｐ
ＳＤ１０では光の重心位置を求めるため光の位置を求め
る上では問題なく、前記 （１）式が満足される。
【００２４】このように本実施例によれば、検査光学系
の一部にダイクロイックミラー３を配置し、検査用の光
と測定用の光とを分離しているので、測定用の光を検査
光学系の対物レンズ２を通して試料面上に照射すると共
に、試料面上にスポット像を精度よく形成することがで
きる。さらに、試料面からの反射光もダイクロイックミ
ラー３を介してＰＳＤ１０上に導くことができる。この
ため、対物レンズ２のＮＡの大小にかかわらず、また試
料面と対物レンズ２とのスペースの大小に拘らず、試料
面の位置を高精度に測定することができる。
の一部にダイクロイックミラー３を配置し、検査用の光
と測定用の光とを分離しているので、測定用の光を検査
光学系の対物レンズ２を通して試料面上に照射すると共
に、試料面上にスポット像を精度よく形成することがで
きる。さらに、試料面からの反射光もダイクロイックミ
ラー３を介してＰＳＤ１０上に導くことができる。この
ため、対物レンズ２のＮＡの大小にかかわらず、また試
料面と対物レンズ２とのスペースの大小に拘らず、試料
面の位置を高精度に測定することができる。
【００２５】従って、対物レンズ２のＮＡを大きくでき
るため高解像性が期待でき、試料面上のゴミの付着を防
ぐ保護膜をつけた状態でも試料面位置を測定することが
できる等の効果がある。また、本実施例では測定用光源
として可視光の半導体レーザを使用しているので、光学
調整が容易になり、さらに他のレーザ光に比べ高速変調
も容易なため、測定系の高速化がはかれる等の付加的な
効果もある。
るため高解像性が期待でき、試料面上のゴミの付着を防
ぐ保護膜をつけた状態でも試料面位置を測定することが
できる等の効果がある。また、本実施例では測定用光源
として可視光の半導体レーザを使用しているので、光学
調整が容易になり、さらに他のレーザ光に比べ高速変調
も容易なため、測定系の高速化がはかれる等の付加的な
効果もある。
【００２６】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では検査装置を対象としていた
が、露光装置或いは顕微鏡等に適用してもよい。被検査
物としては、マスクやレチクルに限らず、ウェハを用い
ることもできる。光電検出器としてＰＳＤを使用したが
、分離型光位置検出器又はその他の光位置検出手段でも
よい。検査使用光の波長は４００〜６００ｎｍとしたが
、それ以下の波長でもよいのは勿論である。また、第１
の光と第２の光とを分離できるものであれば、ダイクロ
イックミラーに限らず他の波長選択素子を用いることも
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
るものではない。実施例では検査装置を対象としていた
が、露光装置或いは顕微鏡等に適用してもよい。被検査
物としては、マスクやレチクルに限らず、ウェハを用い
ることもできる。光電検出器としてＰＳＤを使用したが
、分離型光位置検出器又はその他の光位置検出手段でも
よい。検査使用光の波長は４００〜６００ｎｍとしたが
、それ以下の波長でもよいのは勿論である。また、第１
の光と第２の光とを分離できるものであれば、ダイクロ
イックミラーに限らず他の波長選択素子を用いることも
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、測
定用の光を投影光学系の対物レンズを通して被測定試料
面に照射し、その反射光を検出して試料面の高さ位置を
測定しているので、光学レンズのＮＡの大小に拘らず、
また投影光学系と試料面との間のスペース余裕が小さく
なっても、試料面の高さ位置を測定することのできる試
料面位置測定装置を実現することが可能となる。
定用の光を投影光学系の対物レンズを通して被測定試料
面に照射し、その反射光を検出して試料面の高さ位置を
測定しているので、光学レンズのＮＡの大小に拘らず、
また投影光学系と試料面との間のスペース余裕が小さく
なっても、試料面の高さ位置を測定することのできる試
料面位置測定装置を実現することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係わる試料面位置測定装置
を示す概略構成図、
を示す概略構成図、
【図２】図１の装置に使用した半導体レーザの素子構造
を示す断面図、
を示す断面図、
【図３】図２の半導体レーザの出力スペクトルの一例を
示す特性図、
示す特性図、
【図４】試料面位置がずれた場合の反射光の位置ずれを
示す模式図、
示す模式図、
【図５】ダイクロイックミラーにおける波長と透過率と
の関係を示す特性図、
の関係を示す特性図、
【図６】従来の試料面位置測定装置を示す概略構成図、
【図７】従来装置の問題点を説明するための模式図。
１…被検査物（被測定試料）、
２…対物レンズ、
３…ダイクロイックミラー（波長選択素子）、４…半導
体レーザ（測定用光照射部）、８…反射ミラー、 １０…ＰＳＤ（光電変換器）、 １１…加算器、 １２…減算器、 １３…除算器、 １４…位置測定回路。
体レーザ（測定用光照射部）、８…反射ミラー、 １０…ＰＳＤ（光電変換器）、 １１…加算器、 １２…減算器、 １３…除算器、 １４…位置測定回路。
Claims (3)
- 【請求項１】被測定試料面に対して垂直な方向に光軸を
持ち、所定波長の第１の光を用いて投影結像に供される
投影光学系と、この投影光学系の対物レンズを通して前
記試料面に第１の光とは波長の異なる第２の光を集束光
として照射する測定用光照射部と、前記投影光学系の対
物レンズに対し前記試料面と反対側に配置され、第１の
光と第２の光とを分離する波長選択素子と、第２の光の
照射により前記試料面で反射され前記波長選択素子を介
して得られた反射光を検出する光電検出器と、この光電
検出器の検出出力に基づいて前記試料面の高さ位置を測
定する手段とを具備してなることを特徴とする試料面位
置測定装置。 - 【請求項２】被測定試料面に対して垂直な方向に光軸を
持ち、所定波長の第１の光を用いた投影結像に供される
投影光学系と、この投影光学系の対物レンズを通して前
記試料面に第１の光とは波長の異なる第２の光を集束光
として照射する測定用光照射部と、前記投影光学系の対
物レンズに対し前記試料面と反対側に配置され、第１の
光を透過し第２の光を反射するダイクロイックミラーと
、第２の光の照射により前記試料面で反射され前記ダイ
クロイックミラーで反射された反射光を検出する光電検
出器と、この光電検出器の検出出力に基づいて前記試料
面の高さ位置を測定する手段とを具備してなることを特
徴とする試料面位置測定装置。 - 【請求項３】第２の光は、前記対物レンズの中心からず
れた一部分のみを通り、前記試料面に対して斜め方向か
ら入射することを特徴とする請求項１又は２に記載の試
料面位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098756A JP3004076B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 試料面位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098756A JP3004076B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 試料面位置測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328407A true JPH04328407A (ja) | 1992-11-17 |
| JP3004076B2 JP3004076B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=14228285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098756A Expired - Fee Related JP3004076B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 試料面位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004076B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786131A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Nikon Corp | 露光装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140139A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-11 | Tokai Rika Co Ltd | エネルギ−吸収部材及びその製造方法 |
| JPH01190880A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-07-31 | Kajima Corp | 弾塑性ダンパー |
| JPH03183873A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-09 | Kajima Corp | 鋼材ダンパー |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3098756A patent/JP3004076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140139A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-11 | Tokai Rika Co Ltd | エネルギ−吸収部材及びその製造方法 |
| JPH01190880A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-07-31 | Kajima Corp | 弾塑性ダンパー |
| JPH03183873A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-09 | Kajima Corp | 鋼材ダンパー |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786131A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Nikon Corp | 露光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3004076B2 (ja) | 2000-01-31 |
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