JPH10288734A - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH10288734A
JPH10288734A JP9111827A JP11182797A JPH10288734A JP H10288734 A JPH10288734 A JP H10288734A JP 9111827 A JP9111827 A JP 9111827A JP 11182797 A JP11182797 A JP 11182797A JP H10288734 A JPH10288734 A JP H10288734A
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JP
Japan
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focus
focusing
optical system
sensor mechanisms
wafer
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Application number
JP9111827A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Maekawa
一浩 前川
Tomoaki Yamada
智明 山田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focusing device capable of shortening a focusing time when an object is replaced by another. SOLUTION: The AF(automatic focusing) device is provided with plural sensor mechanisms (AF optical system AFS and slit 3, etc.) for detecting a focusing state and a focus actuator (Z table 8) for moving the wafer 7 of the object in the optical axis direction. In the case an absolute value of a difference between focusing signals sent from plural sensor mechanisms exceeds a prescribed value, the action of the focus actuator 8 is stopped by a focus signal deciding part 21, and in the case the absolute value of the difference between the focusing signals from plural sensor mechanisms is equal to or below the prescribed value, the action of the focus actuator 8 is restored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡や半導体回
路検査装置等の光学系を対象物に自動的に合焦させるオ
ートフォーカス(AF)装置に関する。特には、周辺設
備との間に複雑なインターフェースを取ることなく、対
象物の交換時におけるフォーカス合せ時間を短くするこ
とができるオートフォーカス装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autofocus (AF) device for automatically focusing an optical system such as a microscope or a semiconductor circuit inspection device on an object. In particular, the present invention relates to an autofocus device that can shorten the focusing time when exchanging an object without taking a complicated interface with peripheral equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの検査装置を例に採って
従来技術を説明する。半導体デバイスの製造におけるリ
ソグラフィ等の工程の後で、ウェハ上に形成されたフォ
トレジスト層やプロセス層の形状精度を検査することが
行われている。この検査を行う装置は、簡単にいうと、
顕微鏡にCCDカメラと画像処理装置を付けたような装
置である。この検査装置の試料台は、光軸方向(Z方
向)及び光軸垂直面内(X、Y方向)で走査されるステ
ージとなっている。このステージ上に、真空チャックや
静電チャックを介してウェハを載置し、ウェハを次々と
交換しながら検査を行う。
2. Description of the Related Art The prior art will be described by taking a semiconductor device inspection apparatus as an example. 2. Description of the Related Art After a process such as lithography in the manufacture of semiconductor devices, inspection of the shape accuracy of a photoresist layer or a process layer formed on a wafer is performed. The equipment that performs this test, in brief,
It is a device in which a CCD camera and an image processing device are attached to a microscope. The sample stage of this inspection device is a stage that is scanned in the optical axis direction (Z direction) and in the plane perpendicular to the optical axis (X, Y directions). A wafer is placed on this stage via a vacuum chuck or an electrostatic chuck, and inspection is performed while replacing the wafers one after another.

【0003】この種の検査装置には、顕微鏡の光学系を
自動焦点合せするAF装置が設置されている。AFの方
式としては様々なものがあるが、AF光を対象物に当て
てその反射光を検出するメカニズムを有するものが多
い。この場合、検査用の観察視野の周辺の複数の点にA
F光を当て、該複数の点からの反射光を検出して複数の
AF信号を得、それらの信号を処理して信号の信頼性を
高め、処理後のAF信号に基づいて、ステージを光軸方
向に移動させて合焦させる。
An inspection apparatus of this type is provided with an AF apparatus for automatically focusing an optical system of a microscope. Although there are various AF methods, many of them have a mechanism of irradiating an AF light to an object and detecting a reflected light thereof. In this case, a plurality of points around the observation field of view for inspection
F light is applied, reflected light from the plurality of points is detected to obtain a plurality of AF signals, the signals are processed to enhance the reliability of the signals, and the stage is controlled based on the processed AF signals. Move in the axial direction to focus.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、被検物が半
導体ウェハの場合、その上面の周縁部(エッジ)は、い
わゆる研摩ダレのため、高さが10μm 以上低くなって
いる。ここでウェハ交換等の際にAFを機能させたま
ま、ウェハを光学系の外に移動させた場合、AF装置が
エッジのダレに追随して焦点位置を大きく変えてしま
う。その後に次のウェハについて検査を行う場合、正規
の被検部に合焦させるのに時間が長くかかり(例えば3
〜4秒)検査の能率が低下する。
When the test object is a semiconductor wafer, the height of the peripheral portion (edge) of the upper surface is reduced by 10 μm or more due to so-called polishing sag. Here, when the wafer is moved out of the optical system while the AF is functioning at the time of wafer exchange or the like, the AF device follows the sagging of the edge and greatly changes the focal position. After that, when the next wafer is inspected, it takes a long time to focus on a legitimate part to be inspected (for example, 3
44 seconds) Inspection efficiency decreases.

【0005】この問題の解決手段として、被検物を検査
ステージの外に移動させる際に、被検物の移動の前に予
めAF動作を停止させておくことが考えられる。しか
し、そうすると、AF装置の制御が組み込まれる検査装
置全体(システム)の制御に依存することとなり、一度
そのAF装置の動作を停止させると、次に動作を行わせ
る場合にシステムからの焦点合せ指示により動作を始め
ることになり、焦点合せまでの時間がかかってしまうこ
とになる。また、AF系以外の系(X−Yテーブルや検
査装置全体の制御装置)との信号のやり取りが生じて処
理が複雑となる。できればAF装置自身の中で事態を処
置できるようにすることが望ましい。
As a solution to this problem, it is conceivable to stop the AF operation before moving the test object when moving the test object outside the inspection stage. However, in this case, the control of the AF apparatus depends on the control of the entire inspection apparatus (system) in which the AF apparatus is incorporated. Once the operation of the AF apparatus is stopped, the focus instruction from the system is performed when the AF apparatus is operated again. , The operation is started, and it takes time until focusing. In addition, signals are exchanged with a system other than the AF system (an XY table or a control device for the entire inspection apparatus), and the processing becomes complicated. If possible, it is desirable to be able to deal with the situation in the AF device itself.

【0006】本発明は、顕微鏡や半導体回路検査装置等
の光学系を対象物に自動的に合焦させるオートフォーカ
ス(AF)装置であって、周辺設備との間に複雑なイン
ターフェースを取ることなく、対象物の交換時における
フォーカス合せ時間を短くすることができるオートフォ
ーカス装置を提供することを目的とする。
The present invention relates to an auto-focus (AF) device for automatically focusing an optical system such as a microscope or a semiconductor circuit inspection device on an object without using a complicated interface with peripheral equipment. It is another object of the present invention to provide an auto-focus device capable of shortening a focusing time when exchanging an object.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のAF装置は、 対象物に光学系の焦点を合
わせるためのオートフォーカス装置であって; フォー
カス状態を検出する複数のセンサ機構と、 対象物又は
光学系を光軸方向に動かすことによりフォーカス位置を
調整するフォーカスアクチュエータと、 上記複数のセ
ンサ機構からのフォーカス信号に基づいてフォーカス位
置を演算する演算部、及び、上記複数のセンサ機構から
のフォーカス信号が予め定められた特定の状態にあるか
否かを判定する判定部、を含む制御部と、 を具備する
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an AF device according to the present invention is an autofocus device for focusing an optical system on an object; a plurality of sensor mechanisms for detecting a focus state. A focus actuator that adjusts a focus position by moving an object or an optical system in an optical axis direction; a calculation unit that calculates a focus position based on focus signals from the plurality of sensor mechanisms; and the plurality of sensors A control unit including a determination unit that determines whether a focus signal from the mechanism is in a predetermined specific state.

【0008】本発明のAF装置においては、 上記判定
部が、上記複数のセンサ機構からのフォーカス信号の差
の絶対値が所定値を越えた場合に特定の状態から外れた
ものと判定し、それに応じて、上記制御部が上記フォー
カスアクチュエータの動作を停止させ、 上記判定部
が、上記複数のセンサ機構からのフォーカス信号の差の
絶対値が所定値以下となった場合に特定の状態に復帰し
たものと判定し、それに応じて、上記制御部が上記フォ
ーカスアクチュエータの動作を復活させることが好まし
い。被検物を自動焦点位置検出範囲の外に移動させて再
び検出範囲に戻したり、被検物を交換した場合に、新た
に焦点位置を自動検出する際、位置検出について効率の
よい動作が行われる。
In the AF apparatus according to the present invention, when the absolute value of the difference between the focus signals from the plurality of sensor mechanisms exceeds a predetermined value, the determining unit determines that the state deviates from a specific state. In response, the control unit stops the operation of the focus actuator, and the determination unit returns to a specific state when the absolute value of the difference between the focus signals from the plurality of sensor mechanisms becomes equal to or less than a predetermined value. It is preferable that the control unit restores the operation of the focus actuator. When the test object is moved out of the automatic focus position detection range and returned to the detection range again, or when the test object is replaced, an efficient operation for position detection is performed when automatically detecting a new focus position. Will be

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図1は、本発明の1実施例に係るオートフォーカス
装置を有する半導体検査装置の光学系(ナイフエッジ方
式)及び制御系の構成を模式的に示す図である。この検
査装置は、対象物であるウェハ7の上表面に形成された
半導体回路層やフォトレジスト層の拡大像を形成して、
それらの層の形や寸法を検査する装置である。ウェハ7
は、真空チャックや静電チャック等のホルダを介してウ
ェハステージ8上に固定されている。ウェハステージ8
は、光軸方向及びその垂直面内(Z方向、X−Y面)で
走査される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system (knife edge method) and a control system of a semiconductor inspection apparatus having an autofocus device according to one embodiment of the present invention. This inspection apparatus forms an enlarged image of a semiconductor circuit layer and a photoresist layer formed on the upper surface of the wafer 7 as an object,
It is a device that inspects the shape and dimensions of those layers. Wafer 7
Is fixed on the wafer stage 8 via a holder such as a vacuum chuck or an electrostatic chuck. Wafer stage 8
Is scanned in the optical axis direction and in a vertical plane thereof (Z direction, XY plane).

【0010】図1の検査装置は、ウェハ7の直上に配置
されている観察光学系OBSと、該光学系OBSの側方
に配置されている照明光学系ILS及びオートフォーカ
ス光学系AFSを具備する。照明光学系ILSには、そ
の光軸上に順に、光源1、コンデンサレンズ2、AF用
スリット板3、投影レンズ4及びハーフミラー5が配置
されている。光源1から射出された照明光ILは、コン
デンサレンズ2を通って集光され、次にAF用スリット
板3に入射する。AF用スリット板3の周辺部には、オ
ートフォーカス用のスリットが形成されている。AF用
スリット板3の中央部は透明である。AF用スリット板
3から出た照明光は、投影レンズ4により適当な照明倍
率を与えられる。照明光学系ILSと観察光学系OBS
の光軸が交差する点には、第一のハーフミラー5が置か
れている。投影レンズ4を出た照明光ILは、このハー
フミラー5に当って下方に反射され、次に第一の対物レ
ンズ6を経てウェハ7を照明する。
The inspection apparatus shown in FIG. 1 includes an observation optical system OBS disposed immediately above the wafer 7, an illumination optical system ILS and an autofocus optical system AFS disposed beside the optical system OBS. . In the illumination optical system ILS, a light source 1, a condenser lens 2, an AF slit plate 3, a projection lens 4, and a half mirror 5 are arranged in this order on the optical axis. The illumination light IL emitted from the light source 1 is condensed through the condenser lens 2 and then enters the AF slit plate 3. A slit for autofocus is formed in a peripheral portion of the AF slit plate 3. The central portion of the AF slit plate 3 is transparent. The illumination light emitted from the AF slit plate 3 is given an appropriate illumination magnification by the projection lens 4. Illumination optical system ILS and observation optical system OBS
A first half mirror 5 is placed at a point where the optical axes of the two cross. The illumination light IL exiting the projection lens 4 strikes the half mirror 5 and is reflected downward, and then illuminates the wafer 7 via the first objective lens 6.

【0011】観察光学系OBSには、ウェハ7に近い方
から順に、第一対物レンズ6、第一ハーフミラー5、第
二ハーフミラー9、第二対物レンズ10、結像レンズ1
1及び二次元光電変換手段(CCDカメラ)12が配置
されている。このうち、第一対物レンズ6はオートフォ
ーカス光学系AFS及び照明光学系ILSと共用されて
いる。
In the observation optical system OBS, a first objective lens 6, a first half mirror 5, a second half mirror 9, a second objective lens 10, and an imaging lens 1
One and two-dimensional photoelectric conversion means (CCD camera) 12 are arranged. Among these, the first objective lens 6 is shared with the autofocus optical system AFS and the illumination optical system ILS.

【0012】ウェハ7に入射した照明光は、ウェハ7の
上面で反射する。この反射光RLは上方に向い、第一対
物レンズ6及び第一ハーフミラー5を通過し、第二ハー
フミラー9に至る。第二ハーフミラー9は、反射光RL
の一部を上方に通過させ、一部を側方に反射する。通過
した光OLは観察あるいは測定に供せられ、第二対物レ
ンズ10及び結像レンズ11を通過して、CCDカメラ
12の光電変換面に拡大結像する。
The illumination light incident on the wafer 7 is reflected on the upper surface of the wafer 7. The reflected light RL is directed upward, passes through the first objective lens 6 and the first half mirror 5, and reaches the second half mirror 9. The second half mirror 9 receives the reflected light RL
Are passed upwards and partially reflected laterally. The transmitted light OL is used for observation or measurement, passes through the second objective lens 10 and the imaging lens 11, and forms an enlarged image on the photoelectric conversion surface of the CCD camera 12.

【0013】第二ハーフミラー9で反射した光FLは、
オートフォーカス光学系AFSに入る。オートフォーカ
ス光学系AFSには、ハーフミラー9から順に、リレー
レンズ13、ミラー14、ナイフエッジ15、結像レン
ズ16、シリンドリカルレンズ17及びAF用光電変換
手段18が配置されている。ナイフエッジ15は、オー
トフォーカス光学系AFSのほぼ瞳位置に配置されてお
り、その先端は光軸と一致している。光電変換手段18
は、第一対物レンズ6を含むオートフォーカス光学系A
FSにおいて、ウェハ7並びにナイフエッジ15の配設
された瞳と共役な位置にある。シリンドリカルレンズ1
7は、オートフォーカス光FLを幅方向に圧縮して光電
変換手段18上に結像させる。なお、この装置における
光電変換手段18は、幅約10μm 、長さ20mmのライ
ン状のCCDセンサである。結局、AF用光電変換手段
18には、ウェハ7に投射されたAF用スリットの像の
内、ナイフエッジ15の先端を通過した部分が結像す
る。
The light FL reflected by the second half mirror 9 is
Enter the autofocus optical system AFS. In the autofocus optical system AFS, a relay lens 13, a mirror 14, a knife edge 15, an imaging lens 16, a cylindrical lens 17, and an AF photoelectric conversion unit 18 are arranged in order from the half mirror 9. The knife edge 15 is arranged substantially at the pupil position of the autofocus optical system AFS, and its tip coincides with the optical axis. Photoelectric conversion means 18
Is an autofocus optical system A including the first objective lens 6
In the FS, it is at a position conjugate with the pupil where the wafer 7 and the knife edge 15 are arranged. Cylindrical lens 1
7 compresses the autofocus light FL in the width direction and forms an image on the photoelectric conversion means 18. The photoelectric conversion means 18 in this device is a linear CCD sensor having a width of about 10 μm and a length of 20 mm. Eventually, the portion of the AF slit image projected on the wafer 7 that passes through the tip of the knife edge 15 is formed on the AF photoelectric conversion unit 18.

【0014】AF用光電変換手段18が検出したAF用
スリットに関する信号は、この検査装置の制御部内のフ
ォーカス位置演算部19に送られて処理され(詳細後
述)、正規のフォーカス位置が検出される。このフォー
カス位置に関する信号は、フォーカスアクチュエータ駆
動部20に送られ、同部20は、ウェハステージ8のZ
テーブル駆動用のアクチュエータを駆動してウェハ7を
上下し、正規のフォーカス位置にウェハ7の上面を位置
決めする。
A signal relating to the AF slit detected by the AF photoelectric conversion means 18 is sent to a focus position calculating section 19 in the control section of the inspection apparatus and processed (details will be described later), and a normal focus position is detected. . The signal relating to the focus position is sent to the focus actuator driving unit 20, which sends the signal to the Z stage of the wafer stage 8.
The actuator for driving the table is driven to move the wafer 7 up and down, and the upper surface of the wafer 7 is positioned at a regular focus position.

【0015】図2は、図1の半導体検査装置の観察視野
とAFセンサ機構(スリット及びAF光学系)の位置関
係の一例を示す平面図である。円形(径一例200μm
)の観察視野31の両サイドの対向する位置に、2つ
のAFセンサ機構33が配置されている。観察視野がウ
ェハから外れる時は、いずれか片方のセンサ機構がまず
ウェハエッジのダレにかかるので、他方のセンサ機構と
の位置検出信号のバランスがくずれる。そこで、その信
号を後述のように処理することで、ウェハが取り外され
つつあると判定してフォーカスアクチュエータの駆動を
停止させる。なお、センサ機構の数は3以上であっても
よい。
FIG. 2 is a plan view showing an example of the positional relationship between the observation field of view of the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1 and the AF sensor mechanism (slit and AF optical system). Circular (diameter 200 μm)
2), two AF sensor mechanisms 33 are arranged at opposing positions on both sides of the observation field of view 31). When the observation field deviates from the wafer, one of the sensor mechanisms first falls on the wafer edge, and the balance of the position detection signal with the other sensor mechanism is lost. Therefore, by processing the signal as described later, it is determined that the wafer is being removed, and the driving of the focus actuator is stopped. Note that the number of sensor mechanisms may be three or more.

【0016】図3及び図4は、図1の装置におけるAF
用光電変換手段上のAF用スリットの像のプロファイル
を示す。図3は、2つのセンサ機構がいずれもほぼ合焦
を示している状態である。図4は、2つのセンサの信号
のバランスが著しくくずれている状態である。横軸は光
電変換手段の長手方向位置を表し、縦軸は光電変換手段
の当該位置における出力を表す。各図には、二本のスリ
ットに対応する二つの山が表れている。図中において、
縦方向の二本の一点鎖線CLは、フォーカス時における
プロファイルの面積を2等分する線であり、既に装置の
調整時に与えられている。フォーカス位置演算部19
は、光電変換手段18のプロファイルを表す信号の入力
を受け、線CLの左右におけるプロファイルの面積a、
bを算出する。そして、両面積の差からデフォーカスの
量、すなわちフォーカス位置までウェハを上下すべき寸
法を演算する。
FIGS. 3 and 4 show AF in the apparatus shown in FIG.
3 shows an image profile of an AF slit on a photoelectric conversion unit for use. FIG. 3 shows a state where both of the two sensor mechanisms are substantially in focus. FIG. 4 shows a state in which the balance between the signals of the two sensors is significantly distorted. The horizontal axis represents the longitudinal position of the photoelectric conversion means, and the vertical axis represents the output of the photoelectric conversion means at the position. Each figure shows two peaks corresponding to the two slits. In the figure,
The two dashed lines CL in the vertical direction are lines that bisect the area of the profile at the time of focusing, and have already been given at the time of adjustment of the apparatus. Focus position calculator 19
Receives an input of a signal representing the profile of the photoelectric conversion unit 18 and receives the area a,
b is calculated. Then, the amount of defocus, that is, the dimension for moving the wafer up and down to the focus position is calculated from the difference between the two areas.

【0017】図3では、線CLの左右におけるプロファ
イルの面積a、bが等しく、両センサ機構が共に合焦を
示している。図4は、線CLの両外側のプロファイルの
面積a、a′が、中央のプロファイルの面積b、b′よ
りも広いデフォーカス状態を示す。なお、プロファイル
は、ナイフエッジの存在する左右側方が急激に落ち込む
カーブとなっている。このようになるのは、デフォーカ
スになると、ナイフエッジ側にぼけて通る光がナイフエ
ッジに遮られるのに対して、反ナイフエッジ側を通る光
はそのまま通過して光電変換手段に達するためである。
In FIG. 3, the areas a and b of the profiles on the left and right of the line CL are equal, and both the sensor mechanisms are in focus. FIG. 4 shows a defocus state in which the areas a and a 'of the profiles on both outer sides of the line CL are larger than the areas b and b' of the center profile. Note that the profile has a curve in which the left and right sides where the knife edge exists are sharply dropped. This is because when defocusing occurs, light passing through the knife edge side is blocked by the knife edge, while light passing through the anti-knife edge side passes through to the photoelectric conversion means. is there.

【0018】次に図5を参照しつつフォーカスの停止・
復活動作(図1のフォーカス信号判定部21の動作)に
ついて説明する。図5は、本実施例のオートフォーカス
装置におけるフォーカスの停止・復活動作を説明するた
めのフローチャートである。まずステップ101におい
て、上述の図3、4に示すフォーカス信号のプロファイ
ルの中心線両側の面積a、b、a′、b′を読み込む。
Next, referring to FIG.
The restoration operation (the operation of the focus signal determination unit 21 in FIG. 1) will be described. FIG. 5 is a flowchart for explaining the focus stop / restore operation in the autofocus apparatus of the present embodiment. First, in step 101, the areas a, b, a ', b' on both sides of the center line of the focus signal profile shown in FIGS.

【0019】次にステップ102で、各面積について以
下の式を計算し、予め与えられている値kと比較する。 |(a−b)−(a′−b′)|>k なお、kの値の選択の一例として、2カ所のセンサ機構
の対象部位の高さの差が、観察光学系の焦点深度0.8
μm の10倍、すなわち8μm の場合の上記式の値をk
として与えておく。
Next, in step 102, the following equation is calculated for each area, and is compared with a predetermined value k. | (Ab) − (a′−b ′) |> k As an example of the selection of the value of k, the difference between the heights of the target portions of the two sensor mechanisms is the depth of focus of the observation optical system. .8
μm, that is, 8 μm,
Give as.

【0020】ステップ102がYESの場合は、ステッ
プ103に進み、いずれかのセンサ機構の対象部位がウ
ェハのエッジダレにかかったと考えて、フォーカスアク
チュエータの作動を停止させる信号をフォーカスアクチ
ュエータ駆動部(図1の20)に送り、アクチュエータ
(Zステージ)のAF作動を停止させる。
If step 102 is YES, the process proceeds to step 103, in which it is assumed that the target portion of any of the sensor mechanisms has fallen on the edge of the wafer, and a signal for stopping the operation of the focus actuator is output to the focus actuator driving unit (FIG. 1). To stop the AF operation of the actuator (Z stage).

【0021】ステップ102がNOの場合、ステップ1
04に進んで {(a−b)+(a′−b′)}÷2=0 か否かをチェックする。これがYESの場合はAF動作
を終了する。NOの場合は105に進んでフォーカスア
クチュエータを作動させ、ウェハの上面の位置をフォー
カスの位置に合わせる。
If step 102 is NO, step 1
Go to 04 and check if {(ab) + (a'-b ')} 2 = 0. If this is the case, the AF operation ends. In the case of NO, the process proceeds to 105, where the focus actuator is operated to adjust the position of the upper surface of the wafer to the focus position.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、被検物を自動焦点位置検出範囲の外に移動さ
せて再び検出範囲に戻したり、被検物を交換した場合に
おいて、新たに焦点位置を自動検出する際、位置検出に
ついて効率のよい動作が行われる。
As is clear from the above description, according to the present invention, when the test object is moved out of the automatic focus position detection range and returned to the detection range again, or when the test object is replaced, When a new focus position is automatically detected, an efficient operation for position detection is performed.

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

【図1】本発明の1実施例に係るオートフォーカス装置
を有する半導体検査装置の光学系(ナイフエッジ方式)
及び制御系の構成を模式的に示す図である。
FIG. 1 is an optical system (knife edge method) of a semiconductor inspection device having an autofocus device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a control system.

【図2】図1の半導体検査装置の観察視野とAFセンサ
機構(スリット及びAF光学系)の位置関係の一例を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a positional relationship between an observation field of view of the semiconductor inspection apparatus of FIG. 1 and an AF sensor mechanism (slit and AF optical system).

【図3】図1の装置におけるAF用光電変換手段上のA
F用スリットの像のプロファイルを示す。
FIG. 3 is a view showing A on the photoelectric conversion means for AF in the apparatus of FIG. 1;
3 shows an image profile of an F slit.

【図4】図1の装置におけるAF用光電変換手段上のA
F用スリットの像のプロファイルを示す。
FIG. 4 is a view showing A on a photoelectric conversion means for AF in the apparatus of FIG. 1;
3 shows an image profile of an F slit.

【図5】本実施例のオートフォーカス装置におけるフォ
ーカスの停止・復活動作を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a focus stop / restore operation in the autofocus apparatus of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 コンデンサレ
ンズ 3 AF用スリット 4 投影レンズ 5 第一ハーフミラー 6 第一対物レン
ズ 7 ウェハ 8 ウェハステー
ジ 9 第二ハーフミラー 10 第二対物レン
ズ 11 結像レンズ 12 二次元光電
変換手段 13 リレーレンズ 14 ミラー 15 ナイフエッジ 16 結像レンズ 17 シリンドリカルレンズ 18 AF用光電
変換手段 19 フォーカス位置演算部 20 フォーカス・アクチュエータ駆動部 21 フォーカス信号判定部 22 制御部 31 観察視野 33 AFセンサ
機構
Reference Signs List 1 light source 2 condenser lens 3 AF slit 4 projection lens 5 first half mirror 6 first objective lens 7 wafer 8 wafer stage 9 second half mirror 10 second objective lens 11 imaging lens 12 two-dimensional photoelectric conversion means 13 relay lens DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Mirror 15 Knife edge 16 Imaging lens 17 Cylindrical lens 18 Photoelectric conversion means for AF 19 Focus position calculation unit 20 Focus actuator drive unit 21 Focus signal determination unit 22 Control unit 31 Observation field of view 33 AF sensor mechanism

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 526A Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/30 526A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に光学系の焦点を合わせるための
オートフォーカス装置であって;フォーカス状態を検出
する複数のセンサ機構と、 対象物又は光学系を光軸方向に動かすことによりフォー
カス位置を調整するフォーカスアクチュエータと、 上記複数のセンサ機構からのフォーカス信号に基づいて
フォーカス位置を演算する演算部、及び、上記複数のセ
ンサ機構からのフォーカス信号が予め定められた特定の
状態にあるか否かを判定する判定部、を含む制御部と、 を具備することを特徴とするオートフォーカス装置。
1. An auto-focus device for focusing an optical system on an object; a plurality of sensor mechanisms for detecting a focus state; and a focus position by moving the object or the optical system in an optical axis direction. A focus actuator to be adjusted; a calculation unit for calculating a focus position based on focus signals from the plurality of sensor mechanisms; and whether or not the focus signals from the plurality of sensor mechanisms are in a predetermined specific state. An autofocus device comprising: a control unit including: a determination unit that determines:
【請求項2】 上記制御部が、上記判定部の判定に応じ
て、上記フォーカスアクチュエータの動作を停止させる
請求項1記載のオートフォーカス装置。
2. The auto-focusing device according to claim 1, wherein the control unit stops the operation of the focus actuator according to the determination of the determination unit.
【請求項3】 上記制御部が、上記判定部の判定に応じ
て、上記フォーカスアクチュエータの動作を復活させる
請求項2記載のオートフォーカス装置。
3. The autofocus device according to claim 2, wherein the control unit restores the operation of the focus actuator according to the determination of the determination unit.
【請求項4】 上記判定部が、上記複数のセンサ機構か
らのフォーカス信号の差の絶対値が所定値を越えた場合
に特定の状態から外れたものと判定し、それに応じて、
上記制御部が上記フォーカスアクチュエータの動作を停
止させ、 上記判定部が、上記複数のセンサ機構からのフォーカス
信号の差の絶対値が所定値以下となった場合に特定の状
態に復帰したものと判定し、それに応じて、上記制御部
が上記フォーカスアクチュエータの動作を復活させる請
求項1記載のオートフォーカス装置。
4. The method according to claim 1, wherein the determining unit determines that the absolute value of the difference between the focus signals from the plurality of sensor mechanisms exceeds a predetermined value and deviates from a specific state.
The control unit stops the operation of the focus actuator, and the determination unit determines that the state has returned to a specific state when the absolute value of the difference between the focus signals from the plurality of sensor mechanisms is equal to or less than a predetermined value. 2. The auto-focusing device according to claim 1, wherein the control unit restores the operation of the focus actuator accordingly.
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