JPH0641848B2 - エツジ検出装置 - Google Patents
エツジ検出装置Info
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- JPH0641848B2 JPH0641848B2 JP60210649A JP21064985A JPH0641848B2 JP H0641848 B2 JPH0641848 B2 JP H0641848B2 JP 60210649 A JP60210649 A JP 60210649A JP 21064985 A JP21064985 A JP 21064985A JP H0641848 B2 JPH0641848 B2 JP H0641848B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit
- optical system
- slit plate
- reflected
- laser spot
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、レーザー光束で物体面を相対的に走査し、該
物体面上のエッジからの反射光を検出してエッジの存在
を検出するエッジ検出装置に関する。
物体面上のエッジからの反射光を検出してエッジの存在
を検出するエッジ検出装置に関する。
（発明の背景） 従来、この種のエッジ検出装置としては、例えば、集積
回路等の微小パターンのエッジを光電的に測定すること
により、該微小パターンの線幅を測定する第５図に示す
ような微小線幅測定装置がある。
回路等の微小パターンのエッジを光電的に測定すること
により、該微小パターンの線幅を測定する第５図に示す
ような微小線幅測定装置がある。
第５図に示す微小線幅測定装置は、レーザー光束１をビ
ームエキスパンダー２により拡幅してスリット板３のス
リットを通過させ、該スリット板３を通過したレーザー
光束を対物レンズ４により集光させ、移動ステージ５上
に載置されたマスク等のパターン６上に細長いレーザー
スポット７を形成し、移動ステージ５を移動することに
よって細長いレーザースポット７でパターン６を走査
し、該パターン６のエッジからの散乱光を検出器８で検
出すると共に該パターン６からの正反射光を検出器９で
検出することにより、パターンの座標を光電的に測定す
るように構成したものである。
ームエキスパンダー２により拡幅してスリット板３のス
リットを通過させ、該スリット板３を通過したレーザー
光束を対物レンズ４により集光させ、移動ステージ５上
に載置されたマスク等のパターン６上に細長いレーザー
スポット７を形成し、移動ステージ５を移動することに
よって細長いレーザースポット７でパターン６を走査
し、該パターン６のエッジからの散乱光を検出器８で検
出すると共に該パターン６からの正反射光を検出器９で
検出することにより、パターンの座標を光電的に測定す
るように構成したものである。
しかしながら、このような従来の微小線幅測定装置で
は、前記パターン上６に形成された細長いレーザースポ
ット７の向きを変えるために、イメージローテータ１０
が集光光学系中に配置されているが、該イメージローテ
ータ１０についてはある程度の製造誤差は避けることが
できず、この製造誤差等により該イメージローテータ１
０の軸がずれている場合には、該イメージローテータ１
０を回転したときに回転する細長いレーザースポット７
の中心が対物レンズ４の光軸からずれてしまい、このた
め移動ステージ５を移動して細長いレーザースポット７
を所定の位置に設定する際に誤差が生じ、これによって
測定誤差が生じてしまうという問題点があった。このよ
うな測定誤差の発生を避けるためには、該細長いレーザ
ースポット７の中心が前記光軸からずれた量を補正しな
ければならず、該イメージローテータ１０を回転した角
度毎にこのずれ量を補正するのは非常に大変であるとい
う問題点があった。
は、前記パターン上６に形成された細長いレーザースポ
ット７の向きを変えるために、イメージローテータ１０
が集光光学系中に配置されているが、該イメージローテ
ータ１０についてはある程度の製造誤差は避けることが
できず、この製造誤差等により該イメージローテータ１
０の軸がずれている場合には、該イメージローテータ１
０を回転したときに回転する細長いレーザースポット７
の中心が対物レンズ４の光軸からずれてしまい、このた
め移動ステージ５を移動して細長いレーザースポット７
を所定の位置に設定する際に誤差が生じ、これによって
測定誤差が生じてしまうという問題点があった。このよ
うな測定誤差の発生を避けるためには、該細長いレーザ
ースポット７の中心が前記光軸からずれた量を補正しな
ければならず、該イメージローテータ１０を回転した角
度毎にこのずれ量を補正するのは非常に大変であるとい
う問題点があった。
（発明の目的） 本発明は、このような従来の問題点に着目して成された
もので、物体面上に形成された細長いレーザースポット
の向きを回転した際に、該細長いレーザースポットの中
心が移動することのないエッジ検出装置を提供すること
を目的としている。
もので、物体面上に形成された細長いレーザースポット
の向きを回転した際に、該細長いレーザースポットの中
心が移動することのないエッジ検出装置を提供すること
を目的としている。
（発明の概要） かかる目的を達成するための本発明の要旨は、レーザー
光束で物体面を走査し、該物体面からの反射光を検出し
て物体面上のエッジを検出する装置において、該レーザ
ー光束を物体面上に集光する集光光学系の平行光束中
に、細長いレーザースポットを物体面上に形成するため
のスリットを有するスリット板を該集光光学系の光軸に
垂直な面内で回転可能に配置し、かつ該細長いレーザー
スポットの向きを前記スリット板により回転された分だ
け元に戻すための像回転光学部材を、前記反射光を検出
する検出光学系中に配置したことに存する。
光束で物体面を走査し、該物体面からの反射光を検出し
て物体面上のエッジを検出する装置において、該レーザ
ー光束を物体面上に集光する集光光学系の平行光束中
に、細長いレーザースポットを物体面上に形成するため
のスリットを有するスリット板を該集光光学系の光軸に
垂直な面内で回転可能に配置し、かつ該細長いレーザー
スポットの向きを前記スリット板により回転された分だ
け元に戻すための像回転光学部材を、前記反射光を検出
する検出光学系中に配置したことに存する。
そして、上記エッジ検出装置では、前記スリット板は前
記集光光学系の平行光束中に配置されているので、該ス
リット板の回転中心が機械的な誤差でずれても、該スリ
ット板を通過したレーザー光束の集光点は変らない。し
たがって、スリットを回転することにより細長いレーザ
ースポットを回転させる際に、該細長いレーザースポッ
トの中心が移動しないように成っている。
記集光光学系の平行光束中に配置されているので、該ス
リット板の回転中心が機械的な誤差でずれても、該スリ
ット板を通過したレーザー光束の集光点は変らない。し
たがって、スリットを回転することにより細長いレーザ
ースポットを回転させる際に、該細長いレーザースポッ
トの中心が移動しないように成っている。
（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図から第４図は本発明の一実施例を示しており、第
１図は一実施例に係る微小線幅測定装置を示す概略的な
光学系の配置図である。
１図は一実施例に係る微小線幅測定装置を示す概略的な
光学系の配置図である。
第１図に示すように、エッジ検出装置としての微小線幅
測定装置２０は、直線偏光のレーザー光束（Ｐ偏光のレ
ーザー光束）を発する偏光レーザー光源２１と、該偏光
レーザー光源２１からの直線偏光のレーザー光束を移動
ステージ２２上に載置されたマスク等のパターン（物体
面）２３上に集光する集光光学系３０と、該集光光学系
３０の平行光束中に配置され、細長いレーザースポット
２４をパターン２３上に形成するためのスリット板４０
と、パターン２３のエッジからの散乱光を検出する検出
器２５と、パターン２３からの正反射光を検出する検出
光学系５０と、自動焦点検出系６０と、パターン２３を
観察するための観察光学系７０とから構成されている。
測定装置２０は、直線偏光のレーザー光束（Ｐ偏光のレ
ーザー光束）を発する偏光レーザー光源２１と、該偏光
レーザー光源２１からの直線偏光のレーザー光束を移動
ステージ２２上に載置されたマスク等のパターン（物体
面）２３上に集光する集光光学系３０と、該集光光学系
３０の平行光束中に配置され、細長いレーザースポット
２４をパターン２３上に形成するためのスリット板４０
と、パターン２３のエッジからの散乱光を検出する検出
器２５と、パターン２３からの正反射光を検出する検出
光学系５０と、自動焦点検出系６０と、パターン２３を
観察するための観察光学系７０とから構成されている。
前記集光光学系３０は、ミラー３１、３２、３３と、ミ
ラー３３で反射された直線偏光のレーザー光束の幅を拡
大するビームエキスパンダ３４と、検出光学系５０との
光路分岐点に配置され、Ｐ偏光のレーザー光束を透過さ
せると共にＳ偏光のレーザー光束を反射させる偏光ビー
ムスプリッタ３５と、ミラー３６と、１／４波長板３７
と、観察光学系７０との光路分岐点に配置され、レーザ
ー光束を透過させると共に観察光学系７０からの観察用
照明光を反射させるダイクロイックミラー３８と、対物
レンズ３９とから構成されている。
ラー３３で反射された直線偏光のレーザー光束の幅を拡
大するビームエキスパンダ３４と、検出光学系５０との
光路分岐点に配置され、Ｐ偏光のレーザー光束を透過さ
せると共にＳ偏光のレーザー光束を反射させる偏光ビー
ムスプリッタ３５と、ミラー３６と、１／４波長板３７
と、観察光学系７０との光路分岐点に配置され、レーザ
ー光束を透過させると共に観察光学系７０からの観察用
照明光を反射させるダイクロイックミラー３８と、対物
レンズ３９とから構成されている。
第１図および第２図に示すように、前記スリット板４０
はビームエキスパンダ３４と偏光ビームスプリッタ３５
との間の平行光束中にて、光軸に垂直な平面内で回転可
能に配置されている。
はビームエキスパンダ３４と偏光ビームスプリッタ３５
との間の平行光束中にて、光軸に垂直な平面内で回転可
能に配置されている。
このスリット板４０は、パターン２３上に形成される細
長いレーザースポット２４を回転可能にするために、集
光光学系３０の光軸３０ａからずれた位置にある回転軸
４０ａを中心に回転可能となっている。
長いレーザースポット２４を回転可能にするために、集
光光学系３０の光軸３０ａからずれた位置にある回転軸
４０ａを中心に回転可能となっている。
該スリット板４０には３つのスリット４１、４２および
４３が形成されており、各スリット４１、４２および４
３は同じ大きさに形成されている。スリット４２はスリ
ット４１からほぼ９０°ずれた位置に該スリット４１と
同じ向きに形成されており、スリット４３はスリット４
２からほぼ９０°ずれた位置に該スリット４２に対して
４５°傾けて形成されている。スリット板４０を回転す
ることにより各スリット４１、４２および４３が集光光
学系３０の平行光束中に投入されるので、該スリット板
４０の回転中心４０ａが機械的な誤差でずれても、各ス
リット４１、４２および４３を通過して形成される細長
いレーザースポット２４の集光点は変らないように成っ
ている。
４３が形成されており、各スリット４１、４２および４
３は同じ大きさに形成されている。スリット４２はスリ
ット４１からほぼ９０°ずれた位置に該スリット４１と
同じ向きに形成されており、スリット４３はスリット４
２からほぼ９０°ずれた位置に該スリット４２に対して
４５°傾けて形成されている。スリット板４０を回転す
ることにより各スリット４１、４２および４３が集光光
学系３０の平行光束中に投入されるので、該スリット板
４０の回転中心４０ａが機械的な誤差でずれても、各ス
リット４１、４２および４３を通過して形成される細長
いレーザースポット２４の集光点は変らないように成っ
ている。
物体面上に形成される細長いレーザースポットは、スリ
ットの回折によって形成されるもので、スリットの長手
方向とレーザースポットの長手方向は光学的に直交方向
となっている。このことは、本願と同一出願人による特
公昭５９−２６８８３号公報に詳述されている。従っ
て、スリット板４０を回転してスリットの向きを変える
ことによって、物体面上での細長いレーザースポットの
方向を変え、測定しようとするパターンの伸長方向に合
致させることが可能になる。
ットの回折によって形成されるもので、スリットの長手
方向とレーザースポットの長手方向は光学的に直交方向
となっている。このことは、本願と同一出願人による特
公昭５９−２６８８３号公報に詳述されている。従っ
て、スリット板４０を回転してスリットの向きを変える
ことによって、物体面上での細長いレーザースポットの
方向を変え、測定しようとするパターンの伸長方向に合
致させることが可能になる。
また、各スリット４１、４２および４３と集光光学系３
０の光軸３０ａとの位置関係は、第２図に示すように、
スリット板４０を回転することにより各スリット４１、
４２および４３を集光光学系３０の平行光束中に位置さ
せた際に、各スリット４１、４２および４３が光軸３０
ａからずれた位置にくるように成っている。このように
構成したのは、いわゆるバックトークを防止するためで
ある。すなわち、パターン２３から反射され、１／４波
長板３７を透過した直線偏光のレーザー光束（Ｓ偏光の
レーザー光束）は理想的には偏光ビームスプリッタ３５
で１００％反射されるはずであるが、僅かではあるが偏
光ビームスプリッタ３５を透過する光があり、この光が
偏光レーザー光源２１に戻ると、レーザーの発振に悪影
響を及ぼし、測定誤差が生じてしまう。したがって、僅
かな光でも偏光レーザー光源２１に戻るのを防止するた
めに、各スリット４１、４２および４３を光軸３０ａか
らずらした位置に配置してある。
０の光軸３０ａとの位置関係は、第２図に示すように、
スリット板４０を回転することにより各スリット４１、
４２および４３を集光光学系３０の平行光束中に位置さ
せた際に、各スリット４１、４２および４３が光軸３０
ａからずれた位置にくるように成っている。このように
構成したのは、いわゆるバックトークを防止するためで
ある。すなわち、パターン２３から反射され、１／４波
長板３７を透過した直線偏光のレーザー光束（Ｓ偏光の
レーザー光束）は理想的には偏光ビームスプリッタ３５
で１００％反射されるはずであるが、僅かではあるが偏
光ビームスプリッタ３５を透過する光があり、この光が
偏光レーザー光源２１に戻ると、レーザーの発振に悪影
響を及ぼし、測定誤差が生じてしまう。したがって、僅
かな光でも偏光レーザー光源２１に戻るのを防止するた
めに、各スリット４１、４２および４３を光軸３０ａか
らずらした位置に配置してある。
第３図に示すように、前記検出器２５の下方には、パタ
ーン２３のエッジからの散乱光を検出器２５に向けて反
射する輪体状の凹面反射鏡２６が配置されている。
ーン２３のエッジからの散乱光を検出器２５に向けて反
射する輪体状の凹面反射鏡２６が配置されている。
第１図に示すように、パターン２３からの正反射光を検
出する前記検出光学系５０は、偏光ビームスプリッタ３
５で反射されてくる平行なレーザー光束の幅を縮小する
ための逆ビームエキスパンダ５１と、ミラー５２と、像
回転光学部材としての像回転プリズム５３と、自動焦点
検出系６０との光路分岐点に配置されたハーフミラー５
４と、結像レンズ５５と、瞳位置に配置され、縦長のス
リットを有するスリット板５６と、該スリット板５６の
後方に配置された不図示の光電検出器とから構成されて
いる。
出する前記検出光学系５０は、偏光ビームスプリッタ３
５で反射されてくる平行なレーザー光束の幅を縮小する
ための逆ビームエキスパンダ５１と、ミラー５２と、像
回転光学部材としての像回転プリズム５３と、自動焦点
検出系６０との光路分岐点に配置されたハーフミラー５
４と、結像レンズ５５と、瞳位置に配置され、縦長のス
リットを有するスリット板５６と、該スリット板５６の
後方に配置された不図示の光電検出器とから構成されて
いる。
前記像回転プリズム５３は、細長いレーザースポットの
長手方向をスリット板５６のスリットの方向および前記
自動焦点検出系６０の後述する格子スリットの格子の方
向と一致させるために、前記スリット板４０により回転
した細長いレーザースポットの向きを元に戻すためのも
のである。したがって、該像回転プリズム５３はスリッ
ト板４０と連動して回転するように成っている。
長手方向をスリット板５６のスリットの方向および前記
自動焦点検出系６０の後述する格子スリットの格子の方
向と一致させるために、前記スリット板４０により回転
した細長いレーザースポットの向きを元に戻すためのも
のである。したがって、該像回転プリズム５３はスリッ
ト板４０と連動して回転するように成っている。
第１図および第４図に示すように、前記自動焦点検出系
６０は、ハーフミラー５４からの反射光を受ける振動ミ
ラー６１と、ハーフミラー６２と、該ハーフミラー６２
の透過光路中に配置された結像レンズ６３と、前記対物
レンズ３９の焦点面と共役な位置に配置され、縦長の格
子を有する格子スリット６４と、ハーフミラー６２の反
射光路中に配置されたミラー６５と、結像レンズ６６
と、ビームスプリッタ６７と、ビームスプリッタ６７の
透過光路中に配置され、対物レンズ３９の焦点面と共役
な位置より前方（前ピン位置）に配置された格子スリッ
ト６８と、ビームスプリッタ６７の反射光路中に配置さ
れ、対物レンズ３９の焦点面と共役な位置より後方（後
ピン位置）に配置された格子スリット６９とから構成さ
れている。
６０は、ハーフミラー５４からの反射光を受ける振動ミ
ラー６１と、ハーフミラー６２と、該ハーフミラー６２
の透過光路中に配置された結像レンズ６３と、前記対物
レンズ３９の焦点面と共役な位置に配置され、縦長の格
子を有する格子スリット６４と、ハーフミラー６２の反
射光路中に配置されたミラー６５と、結像レンズ６６
と、ビームスプリッタ６７と、ビームスプリッタ６７の
透過光路中に配置され、対物レンズ３９の焦点面と共役
な位置より前方（前ピン位置）に配置された格子スリッ
ト６８と、ビームスプリッタ６７の反射光路中に配置さ
れ、対物レンズ３９の焦点面と共役な位置より後方（後
ピン位置）に配置された格子スリット６９とから構成さ
れている。
各格子スリット６４、６８、６９の後方には、不図示の
光電検出器が配置されている。
光電検出器が配置されている。
前記観察光学系７０は、前記ダイクロイックミラー３８
に観察用照明光束を送る照明系と、ＴＴＬ観察のための
結像光学系とから構成されている。
に観察用照明光束を送る照明系と、ＴＴＬ観察のための
結像光学系とから構成されている。
該観察光学系７０の照明系は、不図示の光源からの観察
用照明光束を導くライトガイド７１と、視野絞り７２
と、集光レンズ７３と、結像光学系との光路分岐点に配
置されたハーフミラー７４とから成り、該集光レンズ７
３を透過した観察用照明光束は、ダイクロイックミラー
３８に入射するように成っている。
用照明光束を導くライトガイド７１と、視野絞り７２
と、集光レンズ７３と、結像光学系との光路分岐点に配
置されたハーフミラー７４とから成り、該集光レンズ７
３を透過した観察用照明光束は、ダイクロイックミラー
３８に入射するように成っている。
該観察光学系７０の結像光学系は、ハーフミラー７４の
反射光路中に配置された集光レンズ７５と、ミラー７６
と、焦点鏡７７と、フィールドレンズ７８と、リレーレ
ンズ７９と、ミラー８０と、ＩＴＶ撮像面８１とから構
成されている。
反射光路中に配置された集光レンズ７５と、ミラー７６
と、焦点鏡７７と、フィールドレンズ７８と、リレーレ
ンズ７９と、ミラー８０と、ＩＴＶ撮像面８１とから構
成されている。
以下、上記構成を有する微小線幅測定装置２０の作用を
説明する。
説明する。
偏光レーザー光源２１より出た直線偏光のレーザー光束
（Ｐ偏光のレーザー光束）は、ミラー３１、３２、３３
で反射された後にビームエキスパンダ３４により幅を拡
大されてスリット板４０に入射する。このとき、スリッ
ト板４０のスリット４１が第１図に示すように集光光学
系３０の平行光束中に配置されているものとする。
（Ｐ偏光のレーザー光束）は、ミラー３１、３２、３３
で反射された後にビームエキスパンダ３４により幅を拡
大されてスリット板４０に入射する。このとき、スリッ
ト板４０のスリット４１が第１図に示すように集光光学
系３０の平行光束中に配置されているものとする。
ビームエキスパンダ３４によってその幅を拡大された直
線偏光のレーザー光束は、スリット板４０のスリット４
１を通過した後に偏光ビームスプリッタ３５を透過し、
ミラー３６で反射され、１／４波長板３７およびダイク
ロイックミラー３８を透過し、対物レンズ３９によって
パターン２３上に図に示す向きに延びた細長いレーザー
スポット２４として集光される。
線偏光のレーザー光束は、スリット板４０のスリット４
１を通過した後に偏光ビームスプリッタ３５を透過し、
ミラー３６で反射され、１／４波長板３７およびダイク
ロイックミラー３８を透過し、対物レンズ３９によって
パターン２３上に図に示す向きに延びた細長いレーザー
スポット２４として集光される。
ここで、移動ステージ２２を移動することにより該細長
いレーザースポット２４がパターン２３を走査する。
いレーザースポット２４がパターン２３を走査する。
パターン２３のエッジからの細長いレーザースポット２
４の散乱光は、輪体状の凹面反射鏡２６で反射されて検
出器２５に入射し、該検出器２５によってパターン２３
の線幅が測定される。
４の散乱光は、輪体状の凹面反射鏡２６で反射されて検
出器２５に入射し、該検出器２５によってパターン２３
の線幅が測定される。
一方、パターン２３からの細長いレーザースポット２４
の正反射光は、対物レンズ３９を透過し、ダイクロイッ
クミラー３８で反射されずに該ダイクロイックミラー３
８を透過する。ダイクロイックミラー３８を透過した正
反射光（細長いレーザースポット）は、１／４波長板３
７を透過することにより、Ｓ偏光のレーザー光束とな
り、ミラー３６で反射された後に偏光ビームスプリッタ
３５で反射される。
の正反射光は、対物レンズ３９を透過し、ダイクロイッ
クミラー３８で反射されずに該ダイクロイックミラー３
８を透過する。ダイクロイックミラー３８を透過した正
反射光（細長いレーザースポット）は、１／４波長板３
７を透過することにより、Ｓ偏光のレーザー光束とな
り、ミラー３６で反射された後に偏光ビームスプリッタ
３５で反射される。
ここで、Ｓ偏光のレーザー光束は理想的には偏光ビーム
スプリッタ３５で１００％反射されるはずであるが、該
Ｓ偏光のレーザー光束が僅かでも偏光ビームスプリッタ
３５を透過したとしても、上述したようにスリット４１
は集光光学系３０の光軸３０ａからずれているので、偏
光ビームスプリッタ３５を透過した僅かなＳ偏光のレー
ザー光束はスリット板４０によってカットされ、偏光レ
ーザー光源２１に到達しない。したがって、前記バック
トークが防止されている。
スプリッタ３５で１００％反射されるはずであるが、該
Ｓ偏光のレーザー光束が僅かでも偏光ビームスプリッタ
３５を透過したとしても、上述したようにスリット４１
は集光光学系３０の光軸３０ａからずれているので、偏
光ビームスプリッタ３５を透過した僅かなＳ偏光のレー
ザー光束はスリット板４０によってカットされ、偏光レ
ーザー光源２１に到達しない。したがって、前記バック
トークが防止されている。
偏光ビームスプリッタ３５で反射された正反射光は、逆
ビームエキスパンダ５１を通過し、ミラー５２で反射さ
れ、像回転プリズム５３で像回転作用を受けてハーフミ
ラー５４に入射する。ここで、像回転プリズム５３は、
細長いレーザースポットの長手方向をスリット板５６の
スリットの方向および格子スリット６４、６８、６９の
各格子の方向と一致させるような向きとなっている。
ビームエキスパンダ５１を通過し、ミラー５２で反射さ
れ、像回転プリズム５３で像回転作用を受けてハーフミ
ラー５４に入射する。ここで、像回転プリズム５３は、
細長いレーザースポットの長手方向をスリット板５６の
スリットの方向および格子スリット６４、６８、６９の
各格子の方向と一致させるような向きとなっている。
ハーフミラー５４を透過した正反射光は、結像レンズ５
５によってスリット板５６上に集光され、該スリット板
５６の背後に配置された不図示の光電検出器に入る。該
光電検出器により物体面の明暗の差（反射率の差）に応
じた信号が得られ、これに基づいて微小線幅測定のため
の適切なスライスレベルが設定され、前記検出器２５に
よるパターン２３の線幅測定が成される。
５によってスリット板５６上に集光され、該スリット板
５６の背後に配置された不図示の光電検出器に入る。該
光電検出器により物体面の明暗の差（反射率の差）に応
じた信号が得られ、これに基づいて微小線幅測定のため
の適切なスライスレベルが設定され、前記検出器２５に
よるパターン２３の線幅測定が成される。
ハーフミラー５４で反射された正反射光は、ミラー６１
で反射されてハーフミラー６２に入射する。
で反射されてハーフミラー６２に入射する。
該ハーフミラー６２で反射された正反射光は、ミラー６
５で反射され、結像レンズ６６により集光されてビーム
スプリッタ６７に入る。ビームスプリッタ６７を透過し
た正反射光は格子スリット６８に入射し、ビームスプリ
ッタ６７で反射した正反射光は格子スリット６９に入射
する。
５で反射され、結像レンズ６６により集光されてビーム
スプリッタ６７に入る。ビームスプリッタ６７を透過し
た正反射光は格子スリット６８に入射し、ビームスプリ
ッタ６７で反射した正反射光は格子スリット６９に入射
する。
一方、ハーフミラー６２を透過した正反射光は、結像レ
ンズ６３により集光されて格子スリット６４に入射す
る。
ンズ６３により集光されて格子スリット６４に入射す
る。
前記自動焦点検出系６０では、格子スリット６８、格子
スリット６９の各々の背後に配置された不図示の光電検
出器からの信号によって対物レンズ３９の自動合焦の粗
調整が成され、格子スリット６４の背後に配置された不
図示の光電検出器からの信号によって該自動合焦の微調
整が成される。
スリット６９の各々の背後に配置された不図示の光電検
出器からの信号によって対物レンズ３９の自動合焦の粗
調整が成され、格子スリット６４の背後に配置された不
図示の光電検出器からの信号によって該自動合焦の微調
整が成される。
さらに、前記観察光学系７０の観察用照明光束は、ライ
トガイド７１により導かれた後、視野絞り７２、集光レ
ンズ７３およびハーフミラー７４を透過し、ダイクロイ
ックミラー３８で反射され、対物レンズ３９によってパ
ターン２３上に導かれる。
トガイド７１により導かれた後、視野絞り７２、集光レ
ンズ７３およびハーフミラー７４を透過し、ダイクロイ
ックミラー３８で反射され、対物レンズ３９によってパ
ターン２３上に導かれる。
該パターン２３で反射された観察用照明光束は、対物レ
ンズ３９を透過後にダイクロイックミラー３８で反射さ
れてハーフミラー７４に向けられる。ハーフミラー７４
で反射された観察用照明光束は、集光レンズ７５により
集光され、ミラー７６で反射されて焦点鏡７７上に一旦
結像される。
ンズ３９を透過後にダイクロイックミラー３８で反射さ
れてハーフミラー７４に向けられる。ハーフミラー７４
で反射された観察用照明光束は、集光レンズ７５により
集光され、ミラー７６で反射されて焦点鏡７７上に一旦
結像される。
焦点鏡７７上に結像された観察用照明光束は、フィール
ドレンズ７８、リレーレンズ７９およびミラー８０を介
してＩＴＶ撮像面８１上に結像され、該ＩＴＶ撮像面８
１上でパターン２３の観察が可能となる。
ドレンズ７８、リレーレンズ７９およびミラー８０を介
してＩＴＶ撮像面８１上に結像され、該ＩＴＶ撮像面８
１上でパターン２３の観察が可能となる。
つぎに、細長いレーザースポット２４の向きを第１図の
位置から９０°回転したい場合には、スリット板４０を
第１図の位置から時計方向に９０°回転すればよい。こ
の回転により、スリットスリット４２が集光光学系３０
の平行光束中に位置し、これによってパターン２３上に
形成される細長いレーザースポット２４の向きが第１図
の位置から９０°回転する。
位置から９０°回転したい場合には、スリット板４０を
第１図の位置から時計方向に９０°回転すればよい。こ
の回転により、スリットスリット４２が集光光学系３０
の平行光束中に位置し、これによってパターン２３上に
形成される細長いレーザースポット２４の向きが第１図
の位置から９０°回転する。
このとき、スリット板４０の回転に連動して像回転プリ
ズム５３も回転する。これによって該像回転プリズム５
３は、スリット板４０の回転によって回転した細長いレ
ーザースポットの向きを元に戻し、前記スリット板５６
および格子スリット６４、６８、６９に入射する細長い
レーザースポットの長手方向を該スリット板５６のスリ
ットの方向および格子スリット６４、６８、６９の各格
子の長手方向と一致させるように成っている。スリット
板４０の回転と像回転プリズム５３との連動は、機械的
な連動であるのみならず、電気的にそれぞれの位置を検
出して連動するように構成してもよい。
ズム５３も回転する。これによって該像回転プリズム５
３は、スリット板４０の回転によって回転した細長いレ
ーザースポットの向きを元に戻し、前記スリット板５６
および格子スリット６４、６８、６９に入射する細長い
レーザースポットの長手方向を該スリット板５６のスリ
ットの方向および格子スリット６４、６８、６９の各格
子の長手方向と一致させるように成っている。スリット
板４０の回転と像回転プリズム５３との連動は、機械的
な連動であるのみならず、電気的にそれぞれの位置を検
出して連動するように構成してもよい。
また、スリット板４０のスリット４３が集光光学系３０
の平行光束中に位置させることにより、パターン２３上
に形成される細長いレーザースポット２４の向きを４５
°の状態へとさらに変更することができる。
の平行光束中に位置させることにより、パターン２３上
に形成される細長いレーザースポット２４の向きを４５
°の状態へとさらに変更することができる。
このようにして、スリット板４０を回転することによ
り、パターン２３上に形成される細長いレーザースポッ
ト２４の向きを任意の角度に向けることができる。
り、パターン２３上に形成される細長いレーザースポッ
ト２４の向きを任意の角度に向けることができる。
なお、上記実施例では、スリット板４０に３つのスリッ
トを設けたが、このスリットの数は３つに限定されるも
のではない。
トを設けたが、このスリットの数は３つに限定されるも
のではない。
さらに、本発明は上記実施例で示した微小線幅測定装置
に限られるものではなく、物体面上に設けられた所定の
パターンを検出することによって、いわゆるアライメン
ト装置にも適用できることは言うまでもない。
に限られるものではなく、物体面上に設けられた所定の
パターンを検出することによって、いわゆるアライメン
ト装置にも適用できることは言うまでもない。
（発明の効果） 本発明に係るエッジ検出装置によれば、回転スリット板
を集光光学系の平行光束中に回転可能に配置したので、
該回転スリット板の回転中心が機械的な誤差でずれて
も、該回転スリット板を通過したレーザー光束の集光点
は変らず、したがって、従来のごとく回転スリットを回
転することにより物体面上に形成される細長いレーザー
スポットを回転させる際に、該細長いレーザースポット
の中心が移動することがなく、測定精度が向上する。
を集光光学系の平行光束中に回転可能に配置したので、
該回転スリット板の回転中心が機械的な誤差でずれて
も、該回転スリット板を通過したレーザー光束の集光点
は変らず、したがって、従来のごとく回転スリットを回
転することにより物体面上に形成される細長いレーザー
スポットを回転させる際に、該細長いレーザースポット
の中心が移動することがなく、測定精度が向上する。
また、第１図に示した実施例の構成においては、集光光
学系３０と検出光学系５０とを偏光ビームスプリッタ３
５と１／４波長板３７とで合成しているため、光量の損
失が少なく効率が良く、その結果レーザー光源２１の出
力を小さくすることができる。また、検出光学系には光
束径を縮小するための逆ビームエキスパンダ５１が配置
されているため、後続の光学素子を小さくでき装置全体
としても小型に構成することが可能となる。
学系３０と検出光学系５０とを偏光ビームスプリッタ３
５と１／４波長板３７とで合成しているため、光量の損
失が少なく効率が良く、その結果レーザー光源２１の出
力を小さくすることができる。また、検出光学系には光
束径を縮小するための逆ビームエキスパンダ５１が配置
されているため、後続の光学素子を小さくでき装置全体
としても小型に構成することが可能となる。
第１図から第４図は本発明の一実施例を示しており、第
１図は一実施例に係る微小線幅測定装置を示す概略的な
光学系の配置図、第２図は回転スリットの拡大平面図、
第３図は第１図の光学系の一部を示した説明図、第４図
は自動焦点検出部を示す光学系の配置図、第５図は従来
の微小線幅測定装置を示す概略的な光学系の配置図であ
る。 ２０……微小線幅測定装置（エッジ検出装置） ２３……マスク等のパターン（物体面） ２４……細長いレーザースポット ３０……集光光学系、４０……スリット板 ５０……検出光学系 ５３……像回転プリズム（像回転光学部材）
１図は一実施例に係る微小線幅測定装置を示す概略的な
光学系の配置図、第２図は回転スリットの拡大平面図、
第３図は第１図の光学系の一部を示した説明図、第４図
は自動焦点検出部を示す光学系の配置図、第５図は従来
の微小線幅測定装置を示す概略的な光学系の配置図であ
る。 ２０……微小線幅測定装置（エッジ検出装置） ２３……マスク等のパターン（物体面） ２４……細長いレーザースポット ３０……集光光学系、４０……スリット板 ５０……検出光学系 ５３……像回転プリズム（像回転光学部材）
Claims (1)
- 【請求項１】レーザー光束で物体面を走査し、該物体面
からの反射光を検出して物体面上のエッジを検出する装
置において、該レーザー光束を物体面上に集光する集光
光学系の平行光束中に、細長いレーザースポットを物体
面上に形成するためのスリットを有するスリット板を該
集光光学系の光軸に垂直な面内で回転可能に配置し、か
つ該細長いレーザースポットの向きを前記スリット板に
より回転された分だけ元に戻すための像回転光学部材
を、前記反射光を検出する検出光学系中に配置したこと
を特徴とするエッジ検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210649A JPH0641848B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | エツジ検出装置 |
| US06/909,211 US4739158A (en) | 1985-09-24 | 1986-09-19 | Apparatus for the detection of pattern edges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210649A JPH0641848B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | エツジ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269104A JPS6269104A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH0641848B2 true JPH0641848B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=16592802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60210649A Expired - Lifetime JPH0641848B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | エツジ検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4739158A (ja) |
| JP (1) | JPH0641848B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857720A (en) * | 1987-06-24 | 1989-08-15 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus detecting system using multiple portions of the image to be focussed |
| US4847687A (en) * | 1988-04-18 | 1989-07-11 | General Electric Company | Video ranging system |
| US20100282566A1 (en) * | 2007-09-26 | 2010-11-11 | Mei, Inc. | Document validator subassembly |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3758209A (en) * | 1969-08-26 | 1973-09-11 | Eastman Kodak Co | Automatic focusing device |
| JPS5263755A (en) * | 1975-11-22 | 1977-05-26 | Nippon Chemical Ind | Pattern line width measuring device |
| US4484069A (en) * | 1981-10-15 | 1984-11-20 | St. Regis Paper Company | Apparatus and method for sensing distance |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP60210649A patent/JPH0641848B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-09-19 US US06/909,211 patent/US4739158A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6269104A (ja) | 1987-03-30 |
| US4739158A (en) | 1988-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |