JPH10326587A - 電動スキャニングテーブル付き共焦点顕微鏡 - Google Patents
電動スキャニングテーブル付き共焦点顕微鏡Info
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- JPH10326587A JPH10326587A JP9316878A JP31687897A JPH10326587A JP H10326587 A JPH10326587 A JP H10326587A JP 9316878 A JP9316878 A JP 9316878A JP 31687897 A JP31687897 A JP 31687897A JP H10326587 A JPH10326587 A JP H10326587A
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- G02B21/008—Details of detection or image processing, including general computer control
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな画面領域を短時間で検査できる顕微鏡
を提供する。 【解決手段】 標本（８）は、光源を経て同時に多くの
箇所を照射され、標本（８）で反射あるいは発散した光
が標本（８）と光源に結合した絞りアレイ（４）を経て
検出される。検出器としては、それぞれの位置間の電荷
移動をスキャニング方向に行うことを可能にするセンサ
ーアレイが考えられる。電荷移動はセンサーアレイ（１
１）面の画像点の動きに応じた標本（９）の動きと同期
化される。それによって画像データは標本が動いている
間に記録されることができるので、大きな標本領域も高
い側面解像力で短時間で検出されることが可能である。
を提供する。 【解決手段】 標本（８）は、光源を経て同時に多くの
箇所を照射され、標本（８）で反射あるいは発散した光
が標本（８）と光源に結合した絞りアレイ（４）を経て
検出される。検出器としては、それぞれの位置間の電荷
移動をスキャニング方向に行うことを可能にするセンサ
ーアレイが考えられる。電荷移動はセンサーアレイ（１
１）面の画像点の動きに応じた標本（９）の動きと同期
化される。それによって画像データは標本が動いている
間に記録されることができるので、大きな標本領域も高
い側面解像力で短時間で検出されることが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、共焦点顕微鏡に関
し、詳細には標本が顕微鏡光学軸に垂直に動く電動スキ
ャニングテーブル付き共焦点顕微鏡に関する。
し、詳細には標本が顕微鏡光学軸に垂直に動く電動スキ
ャニングテーブル付き共焦点顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】標本が顕微鏡光学軸に垂直に動くための
電動スキャニングテーブル付き共焦点顕微鏡は、ＵＳ５
３２０１７８で知られている。この顕微鏡は、対物レン
ズの焦点面に結合した面に光源アレイを持ち、多数の受
光素子を持った検出アレイを同じく顕微鏡対物レンズの
焦点面に結合した面に持つ。顕微鏡の光学軸に対して垂
直な標本の動きは、この共焦点顕微鏡においては、基本
的に顕微鏡領域において行われる。それは、他の場合に
は光源アレイのラスタ間隔によって決まる解像力を、光
学軸に対して垂直に高めるためである。
電動スキャニングテーブル付き共焦点顕微鏡は、ＵＳ５
３２０１７８で知られている。この顕微鏡は、対物レン
ズの焦点面に結合した面に光源アレイを持ち、多数の受
光素子を持った検出アレイを同じく顕微鏡対物レンズの
焦点面に結合した面に持つ。顕微鏡の光学軸に対して垂
直な標本の動きは、この共焦点顕微鏡においては、基本
的に顕微鏡領域において行われる。それは、他の場合に
は光源アレイのラスタ間隔によって決まる解像力を、光
学軸に対して垂直に高めるためである。
【０００３】対物レンズが一つの画像に写し出す視野よ
りも、はるかに大きい標本領域の検出は、この共焦点顕
微鏡を用いた場合、制限つきで可能である。ただし、画
像面の直径に応じた道程ごとに標本をずらしながら、標
本の一連の画像を撮影しなければならない。
りも、はるかに大きい標本領域の検出は、この共焦点顕
微鏡を用いた場合、制限つきで可能である。ただし、画
像面の直径に応じた道程ごとに標本をずらしながら、標
本の一連の画像を撮影しなければならない。
【０００４】共焦点ではないが、該当の一連の画像の記
録と記憶用に、ノマルスキー顕微鏡がＥＰ ０ ４４４
４５０−Ａ１に例としてあげられている。このノマル
スキー顕微鏡は共焦点ではないので、光学軸方向におい
ては解像力が低い。またこの顕微鏡は多数の画像面の画
像情報を検出しなければならない場合、速度が遅すぎ
る。しかしながら大きな標本領域の検出を、短時間に、
しかも高解像力ですることは、たとえば半導体工業やＬ
ＣＤ製造の製造過程で使われる検査器に非常に必要なこ
とである。
録と記憶用に、ノマルスキー顕微鏡がＥＰ ０ ４４４
４５０−Ａ１に例としてあげられている。このノマル
スキー顕微鏡は共焦点ではないので、光学軸方向におい
ては解像力が低い。またこの顕微鏡は多数の画像面の画
像情報を検出しなければならない場合、速度が遅すぎ
る。しかしながら大きな標本領域の検出を、短時間に、
しかも高解像力ですることは、たとえば半導体工業やＬ
ＣＤ製造の製造過程で使われる検査器に非常に必要なこ
とである。
【０００５】ＵＳ ５ ２６４ ９１２では、同じく共
焦点ではないウエハ検査用顕微鏡が記述されている。こ
れにおいては対物レンズのフーリエ面でフィルター作用
が起こる。フーリエ面での空間フィルターの透過特性
が、その際、製造される集積回路の逆屈折形に対応す
る。従って、その時投影されたＩＣの屈折像が標準ＩＣ
の屈折像と異なる場合、光だけが透過される。そのこと
から観察されているＩＣの構造が標準構造と違っている
と推定される。光検出器としては、この顕微鏡の場合、
ＣＣＤアレイあるいは別の可能性としてハイスピード・
マルティプル・アウトプット・タイム・ディレイ・イン
テグレイション（ＴＤＩ）センサーが考えられる。しか
しＴＤＩ−センサーを採用する理由は挙げられていな
い。そのほかにこの顕微鏡もまた共焦点装置でないた
め、光学軸方向においての解像力が低い。
焦点ではないウエハ検査用顕微鏡が記述されている。こ
れにおいては対物レンズのフーリエ面でフィルター作用
が起こる。フーリエ面での空間フィルターの透過特性
が、その際、製造される集積回路の逆屈折形に対応す
る。従って、その時投影されたＩＣの屈折像が標準ＩＣ
の屈折像と異なる場合、光だけが透過される。そのこと
から観察されているＩＣの構造が標準構造と違っている
と推定される。光検出器としては、この顕微鏡の場合、
ＣＣＤアレイあるいは別の可能性としてハイスピード・
マルティプル・アウトプット・タイム・ディレイ・イン
テグレイション（ＴＤＩ）センサーが考えられる。しか
しＴＤＩ−センサーを採用する理由は挙げられていな
い。そのほかにこの顕微鏡もまた共焦点装置でないた
め、光学軸方向においての解像力が低い。
【０００６】ＵＳ ５ ３６５ ０８４から、さらに製
造中の織物の長さの検査のための装置が示されている。
その場合、光検出のために織物の動きと同期化したＴＤ
Ｉセンサーが使われる。しかしそのようなビデオ検査装
置は、光学軸方向においても光学軸に垂直にも解像力が
低いために、製造過程の半導体検査のためには適切では
ない。
造中の織物の長さの検査のための装置が示されている。
その場合、光検出のために織物の動きと同期化したＴＤ
Ｉセンサーが使われる。しかしそのようなビデオ検査装
置は、光学軸方向においても光学軸に垂直にも解像力が
低いために、製造過程の半導体検査のためには適切では
ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここに呈示されている
発明は、製造過程における半導体光学検査に適用可能な
装置を示さなければならない。この装置をもって光学軸
方向にも、光学軸に対して垂直方向にも十分な解像力を
実現させなければならない。同時に大きな画像領域を短
時間に検出することができなければならない。
発明は、製造過程における半導体光学検査に適用可能な
装置を示さなければならない。この装置をもって光学軸
方向にも、光学軸に対して垂直方向にも十分な解像力を
実現させなければならない。同時に大きな画像領域を短
時間に検出することができなければならない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は標本を顕
微鏡の光学軸に垂直に動かすための電動スキャニングテ
ーブル付き共焦点顕微鏡である。これは多くの光透過性
の領域、いわゆるピンホールを持った絞りアレイを、顕
微鏡対物レンズの焦点面に結合する面に持つ。絞りアレ
イの後には、多くの受光素子を持ったセンサーアレイが
ある。各受光素子に対応して電荷蓄積素子が備わってい
る。センサーアレイは、電荷蓄積素子に蓄えられた電荷
を、順々に蓄積素子から蓄積素子へと移すための装置を
持っている。これはたとえば、いわゆるＴＤＩセンサー
アレイの場合と同様である。さらにセンサーアレイ面に
おいて標本点の画像点の動きに応じた電荷の移行を起こ
させる同期化ユニットが予定されている。
微鏡の光学軸に垂直に動かすための電動スキャニングテ
ーブル付き共焦点顕微鏡である。これは多くの光透過性
の領域、いわゆるピンホールを持った絞りアレイを、顕
微鏡対物レンズの焦点面に結合する面に持つ。絞りアレ
イの後には、多くの受光素子を持ったセンサーアレイが
ある。各受光素子に対応して電荷蓄積素子が備わってい
る。センサーアレイは、電荷蓄積素子に蓄えられた電荷
を、順々に蓄積素子から蓄積素子へと移すための装置を
持っている。これはたとえば、いわゆるＴＤＩセンサー
アレイの場合と同様である。さらにセンサーアレイ面に
おいて標本点の画像点の動きに応じた電荷の移行を起こ
させる同期化ユニットが予定されている。
【０００９】この共焦点顕微鏡装置によって、共焦点顕
微鏡にとって普通の高解像力が、光学軸方向にも光学軸
に垂直方向にも実現可能となる。倍率の高い対物レン
ズ、たとえば２０から１２０倍の拡大率の対物レンズを
使用する場合に可能な解像力は、半導体検査に十分であ
る。絞りアレイとそれに伴って現れる多くの平行共焦点
光線を使用することによって、いつでも絞りアレイにお
けるピンホールの数に応じた数が標本ポジションにおい
て検出される。センサーアレイにおける電荷移動が、標
本点の画像点の動きに応じて同期化されることによっ
て、標本が動いている間の測定を行うことができる。標
本はその時おもに、標本の全長上を動きの方向に伸びる
直線経路に沿って動く。大きな二次元の面を検出するた
めには、それに合った直線経路を折返し形に組み合わせ
る。そうすると各直線路の始めと終わりに、それぞれ短
い加速または遅れの区間ができる。この区間中、信号記
録は行われない。この加速と遅れ区間では、センサーア
レイの蓄積素子とセンサーアレイ上の画像点の動きとの
間で、電荷の動きが互いに同期化されるように、標本は
一定に動く。
微鏡にとって普通の高解像力が、光学軸方向にも光学軸
に垂直方向にも実現可能となる。倍率の高い対物レン
ズ、たとえば２０から１２０倍の拡大率の対物レンズを
使用する場合に可能な解像力は、半導体検査に十分であ
る。絞りアレイとそれに伴って現れる多くの平行共焦点
光線を使用することによって、いつでも絞りアレイにお
けるピンホールの数に応じた数が標本ポジションにおい
て検出される。センサーアレイにおける電荷移動が、標
本点の画像点の動きに応じて同期化されることによっ
て、標本が動いている間の測定を行うことができる。標
本はその時おもに、標本の全長上を動きの方向に伸びる
直線経路に沿って動く。大きな二次元の面を検出するた
めには、それに合った直線経路を折返し形に組み合わせ
る。そうすると各直線路の始めと終わりに、それぞれ短
い加速または遅れの区間ができる。この区間中、信号記
録は行われない。この加速と遅れ区間では、センサーア
レイの蓄積素子とセンサーアレイ上の画像点の動きとの
間で、電荷の動きが互いに同期化されるように、標本は
一定に動く。
【００１０】平行な共焦点光線の実現のために、多くの
互いに間隔を隔てた光線を持つ光源アレイが、対物レン
ズの焦点面に結合した面に配置されている。それぞれの
光源の位置は、その際、絞りアレイの光透過性のある領
域に結合している。相応な光源アレイはいろいろな方法
で実現可能である。最も簡単なのは照明光線と観察光線
が一緒になっている部分に絞りアレイを配置し、絞りア
レイが後ろから照らされるようにすることである。しか
しこの簡単な配置には、照明光の主要部分が絞りアレイ
の裏側で反射し、それによってセンサーアレイ上に強い
暗信号が生じる欠点がある。このような強い暗信号は、
照明光線と観察光線または測定光線にある二つの別々の
絞りアレイの存在によって避けられる。すると照明光線
に配置されている絞りアレイがまた後ろから照らされ
る。効果的に光を使うために、照明光線における絞りア
レイの前に、始めに述べたＵＳ ５ ２３９ １７８に
記述されているように、レンズアレイをおくことができ
る。後ろから照らされる絞りアレイを使用するのとは別
のもう一つの方法として、光源アレイをレーザーダイオ
ードアレイから、あるいはアレイ形に配置された光ファ
イバーの最終タンメンによって、実現させることもでき
る。同じようにレンズアレイの代わりとして、相応の回
折要素を使うこともできる。
互いに間隔を隔てた光線を持つ光源アレイが、対物レン
ズの焦点面に結合した面に配置されている。それぞれの
光源の位置は、その際、絞りアレイの光透過性のある領
域に結合している。相応な光源アレイはいろいろな方法
で実現可能である。最も簡単なのは照明光線と観察光線
が一緒になっている部分に絞りアレイを配置し、絞りア
レイが後ろから照らされるようにすることである。しか
しこの簡単な配置には、照明光の主要部分が絞りアレイ
の裏側で反射し、それによってセンサーアレイ上に強い
暗信号が生じる欠点がある。このような強い暗信号は、
照明光線と観察光線または測定光線にある二つの別々の
絞りアレイの存在によって避けられる。すると照明光線
に配置されている絞りアレイがまた後ろから照らされ
る。効果的に光を使うために、照明光線における絞りア
レイの前に、始めに述べたＵＳ ５ ２３９ １７８に
記述されているように、レンズアレイをおくことができ
る。後ろから照らされる絞りアレイを使用するのとは別
のもう一つの方法として、光源アレイをレーザーダイオ
ードアレイから、あるいはアレイ形に配置された光ファ
イバーの最終タンメンによって、実現させることもでき
る。同じようにレンズアレイの代わりとして、相応の回
折要素を使うこともできる。
【００１１】標本をスキャニングする間、絞りアレイ、
光源アレイ、センサーアレイともお互いに静止してい
る。この三つの構成要素はみなその位置に固定されて配
置されている。
光源アレイ、センサーアレイともお互いに静止してい
る。この三つの構成要素はみなその位置に固定されて配
置されている。
【００１２】センサーアレイはおもに受光素子の二次元
アレイであり、その受光素子に対応した、多数の互いに
平行に配列されている列をもった電荷蓄積素子である。
列方向はこの場合、電荷が電荷蓄積素子間を移動する方
向によって決まる。光源アレイと絞りアレイが一方に、
そしてセンサーアレイがもう一方に、平行に並んで配置
された各列上に、絞りアレイの光透過する領域が少なく
とも一つ結像されるよう、互いに相対的に配置されなけ
ればならない。
アレイであり、その受光素子に対応した、多数の互いに
平行に配列されている列をもった電荷蓄積素子である。
列方向はこの場合、電荷が電荷蓄積素子間を移動する方
向によって決まる。光源アレイと絞りアレイが一方に、
そしてセンサーアレイがもう一方に、平行に並んで配置
された各列上に、絞りアレイの光透過する領域が少なく
とも一つ結像されるよう、互いに相対的に配置されなけ
ればならない。
【００１３】相応したセンサーアレイとして、ＴＤＩセ
ンサーを使うことができる。このようなＴＤＩセンサー
が受光領域の間に、光に応答しない領域を持つ限り、こ
れは絞りアレイの光透過領域が、受光領域だけに結像さ
れるように配置することができ、そのように絞りアレイ
とセンサーの間の像を選ぶことができる。
ンサーを使うことができる。このようなＴＤＩセンサー
が受光領域の間に、光に応答しない領域を持つ限り、こ
れは絞りアレイの光透過領域が、受光領域だけに結像さ
れるように配置することができ、そのように絞りアレイ
とセンサーの間の像を選ぶことができる。
【００１４】絞りアレイの光透過領域は、絞りアレイの
スキャニングテーブルの動く方向と、標本面と絞りアレ
イ間の結像状態に応じて形成されているので、すべての
光透過領域の画像経路は、共焦点フィルターを維持する
もとでは、焦点面の一部をびっちりと特に隙間なくふさ
ぐ。標本を直線的に一次元にスキャニングすると、それ
によってセンサーアレイによる一次元的動きの方向に対
して垂直に検出した、画像断片の幅に応じた幅の帯のた
めの画像情報が完全に共焦点的に検出される。そのとき
少しも動きの方向に対して垂直に動く必要はない。絞り
アレイの光透過領域はそのために二次元のひし形格子
（傾斜格子）型に形成されている。各光透過領域の中心
点はその際、理論上の格子点の位置に一致している。し
かし、とくに長所となる点は、絞りアレイの光透過領域
の装置が、格子軸がスキャニングテーブルの直線動作方
向に対してよじれている直角形の格子型であることであ
る。このような直角幾何学は、光源アレイがファーザー
照明型やレンズアレイ型であるいは相応な照明を起こす
回折要素として開発される場合、長所をもたらす。
スキャニングテーブルの動く方向と、標本面と絞りアレ
イ間の結像状態に応じて形成されているので、すべての
光透過領域の画像経路は、共焦点フィルターを維持する
もとでは、焦点面の一部をびっちりと特に隙間なくふさ
ぐ。標本を直線的に一次元にスキャニングすると、それ
によってセンサーアレイによる一次元的動きの方向に対
して垂直に検出した、画像断片の幅に応じた幅の帯のた
めの画像情報が完全に共焦点的に検出される。そのとき
少しも動きの方向に対して垂直に動く必要はない。絞り
アレイの光透過領域はそのために二次元のひし形格子
（傾斜格子）型に形成されている。各光透過領域の中心
点はその際、理論上の格子点の位置に一致している。し
かし、とくに長所となる点は、絞りアレイの光透過領域
の装置が、格子軸がスキャニングテーブルの直線動作方
向に対してよじれている直角形の格子型であることであ
る。このような直角幾何学は、光源アレイがファーザー
照明型やレンズアレイ型であるいは相応な照明を起こす
回折要素として開発される場合、長所をもたらす。
【００１５】特に長所となるセンサーアレイは、おもに
列方向あるいはステージ方向において前後して配置され
ている。数個の互いに独立した二次元の部分センサーア
レイを持っている。それはそれぞれ列方向またはステー
ジ方向に垂直で、互いにΔ＝ｄ／ｎの間隔だけずれてい
る。ｄは列方向に垂直な一つ一つのセンサーの間隔で、
ｎは二次元部分アレイの数である。このような数個の二
次元センサーアレイのずらし配置は、センサーアレイ上
に絞りアレイがアナモルフィック結像する時、同数の受
光素子を持った一つのセンサーアレイの配置に対して、
二次元アレイの数の分だけ、より大きな画像領域を持
つ。それによって、それに応じた、より大きな信号／雑
音状態が起こる。
列方向あるいはステージ方向において前後して配置され
ている。数個の互いに独立した二次元の部分センサーア
レイを持っている。それはそれぞれ列方向またはステー
ジ方向に垂直で、互いにΔ＝ｄ／ｎの間隔だけずれてい
る。ｄは列方向に垂直な一つ一つのセンサーの間隔で、
ｎは二次元部分アレイの数である。このような数個の二
次元センサーアレイのずらし配置は、センサーアレイ上
に絞りアレイがアナモルフィック結像する時、同数の受
光素子を持った一つのセンサーアレイの配置に対して、
二次元アレイの数の分だけ、より大きな画像領域を持
つ。それによって、それに応じた、より大きな信号／雑
音状態が起こる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に発明実施形態の詳細を図に表
わした実施形態によって説明する。図１ａの実施形態の
共焦点顕微鏡の場合、多数の透明領域あるいは穴を持っ
た絞りアレイ４が一つだけ、照明光線と観察光線が一緒
になった部分に配置されている。それによって同時に、
検出光線のための絞りアレイと標本８の照明のための光
源アレイができる。そのために絞りアレイ４はコンデン
サーレンズ２を通して光源によって裏側から均等に照ら
される。その結果、絞りアレイ４の各透明領域あるいは
各ピンホールは、第二の光源を形成する。
わした実施形態によって説明する。図１ａの実施形態の
共焦点顕微鏡の場合、多数の透明領域あるいは穴を持っ
た絞りアレイ４が一つだけ、照明光線と観察光線が一緒
になった部分に配置されている。それによって同時に、
検出光線のための絞りアレイと標本８の照明のための光
源アレイができる。そのために絞りアレイ４はコンデン
サーレンズ２を通して光源によって裏側から均等に照ら
される。その結果、絞りアレイ４の各透明領域あるいは
各ピンホールは、第二の光源を形成する。
【００１７】電動スキャニングテーブル９上の標本に絞
りアレイ４を結像するには、絞りアレイの後に顕微鏡対
物レンズ７とともにチューブレンズ５を配置する。この
顕微鏡対物レンズは図１ａにおいて個別レンズとして簡
略化して表わされている。顕微鏡対物レンズ７は無限の
焦点距離に、すなわち無限の画像距離に修正されてい
る。この事実は図１ａでテレセントリック絞り６によっ
て示されている。
りアレイ４を結像するには、絞りアレイの後に顕微鏡対
物レンズ７とともにチューブレンズ５を配置する。この
顕微鏡対物レンズは図１ａにおいて個別レンズとして簡
略化して表わされている。顕微鏡対物レンズ７は無限の
焦点距離に、すなわち無限の画像距離に修正されてい
る。この事実は図１ａでテレセントリック絞り６によっ
て示されている。
【００１８】この絞りアレイ４と絞りアレイ４によって
形成される光源アレイは、チューブレンズとテレセント
リック結像を経て、対物レンズの焦点面に対して共焦点
に配置されている。それによって対物レンズの焦点面に
絞りアレイ４の画像に相応した照明模様が生じる。標本
８はそれによって絞りアレイ４の透明領域に結合した箇
所で照らされる。標本８で発散される、または反射され
る光は、対物レンズ７によって、後にあるチューブレン
ズ５で、逆からまた絞りアレイに結像される。この逆か
らの結像の場合、絞りアレイ４は、絞りアレイ４透明領
域に対して共焦点の領域で標本によって発散あるいは反
射された光だけが絞りアレイ４の透明領域を通して透過
できるという結果を、共焦点フィルターにもたらす。そ
れに対して、標本８のそばの対物レンズ７の焦点面の上
部または下部で発散あるいは反射した光は、絞りアレイ
４の光透過領域によってとらえられる。それによって点
線で示した光学軸方向（ｚ方向）での共焦点顕微鏡の高
い解像力が達成される。
形成される光源アレイは、チューブレンズとテレセント
リック結像を経て、対物レンズの焦点面に対して共焦点
に配置されている。それによって対物レンズの焦点面に
絞りアレイ４の画像に相応した照明模様が生じる。標本
８はそれによって絞りアレイ４の透明領域に結合した箇
所で照らされる。標本８で発散される、または反射され
る光は、対物レンズ７によって、後にあるチューブレン
ズ５で、逆からまた絞りアレイに結像される。この逆か
らの結像の場合、絞りアレイ４は、絞りアレイ４透明領
域に対して共焦点の領域で標本によって発散あるいは反
射された光だけが絞りアレイ４の透明領域を通して透過
できるという結果を、共焦点フィルターにもたらす。そ
れに対して、標本８のそばの対物レンズ７の焦点面の上
部または下部で発散あるいは反射した光は、絞りアレイ
４の光透過領域によってとらえられる。それによって点
線で示した光学軸方向（ｚ方向）での共焦点顕微鏡の高
い解像力が達成される。
【００１９】照明光線と観察光線を分離するために、絞
りアレイ４とコンデンサー２の間にビームスプリッタ鏡
３を設置する。その鏡によって標本８で発散または反射
し、絞りアレイ４を通った光の一部がセンサーアレイ１
１方向に透過する。絞りアレイ４の像をセンサアレイ１
１に結像するための結像光学１０がその反射経路中に配
置されている。センサーアレイ１１は、いわゆるＴＤＩ
センサー（ＴｉｍｅＤｅｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｉｏｎ）と呼ばれ、これはたとえば、カナダのオン
タリオのＤＡＬＳＡ社がＩＴ−ＥあるいはＩＴ−Ｆ２と
いう記号で提供している。このようなＴＤＩセンサー
は、９６のＴＤＩステージ、すなわち行と２０４８の列
のアレイである。各列の各ＴＤＩステージに受光領域、
又は電荷蓄積素子が配置され、画素（受光領域）すなわ
ち電荷蓄積素子の数が９６×２０４８となる。絞りアレ
イ４は少なくともＴＤＩセンサーの列の数に応じた透明
領域に持つのでＴＤＩセンサーの各列に少なくとも絞り
アレイ４の透明領域が一つ結像される。ＴＤＩセンサー
と透明領域の画素（ピクセル）の詳しい配列はさらに下
記に図５によって詳細に述べる。
りアレイ４とコンデンサー２の間にビームスプリッタ鏡
３を設置する。その鏡によって標本８で発散または反射
し、絞りアレイ４を通った光の一部がセンサーアレイ１
１方向に透過する。絞りアレイ４の像をセンサアレイ１
１に結像するための結像光学１０がその反射経路中に配
置されている。センサーアレイ１１は、いわゆるＴＤＩ
センサー（ＴｉｍｅＤｅｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｉｏｎ）と呼ばれ、これはたとえば、カナダのオン
タリオのＤＡＬＳＡ社がＩＴ−ＥあるいはＩＴ−Ｆ２と
いう記号で提供している。このようなＴＤＩセンサー
は、９６のＴＤＩステージ、すなわち行と２０４８の列
のアレイである。各列の各ＴＤＩステージに受光領域、
又は電荷蓄積素子が配置され、画素（受光領域）すなわ
ち電荷蓄積素子の数が９６×２０４８となる。絞りアレ
イ４は少なくともＴＤＩセンサーの列の数に応じた透明
領域に持つのでＴＤＩセンサーの各列に少なくとも絞り
アレイ４の透明領域が一つ結像される。ＴＤＩセンサー
と透明領域の画素（ピクセル）の詳しい配列はさらに下
記に図５によって詳細に述べる。
【００２０】大きな標本領域の検出のために、スキャニ
ングテーブル９は光学軸に垂直な二方向に電動的に動か
すことが可能で、その動きが二つの位置測定システムを
経て検出される。スキャニングテーブル９の動きに応じ
て、同期化装置１３を経てＴＤＩセンサー１１の電荷蓄
積素子に集められた電荷がステージ方向に移動する。ス
キャニングテーブル９は、場合によっては数個の、直線
作動経路にそって動くので、ＴＤＩセンサー１１上の一
つの標本点に付属する画像点が列にそって移動する。こ
の事態は図１ｃの簡略な図解によって述べる。はじめに
一つの標本点８ａがＴＤＩセンサー上の画像点１１ａに
写し出されるとする。するとスキャニングテーブル９の
動きによって、標本８が矢印（Ｐ１）の方向に動き、少
し後に標本点８ａが位置８ｂに移動する。標本８の動き
と同時に、ＴＤＩセンサー１１の電荷蓄積素子に蓄積さ
れた電荷がステージ（行）１１ａからステージ（行）１
１ｂへ矢印（Ｐ２）の方向に移動する。この標本８の動
きと電荷の動きの同期化を通して、標本８が動いている
間、測定を続けることができる。それで標本８は始動／
停止の繰り返し運動にならず、測定中、均一に動く。そ
れによって、標本の動きが始動／停止運動になり、それ
ぞれの標本が静止状態で測定が行われる装置に対して、
同じ信号／雑音状態で、はるかに短い測定時間が達成さ
れる。
ングテーブル９は光学軸に垂直な二方向に電動的に動か
すことが可能で、その動きが二つの位置測定システムを
経て検出される。スキャニングテーブル９の動きに応じ
て、同期化装置１３を経てＴＤＩセンサー１１の電荷蓄
積素子に集められた電荷がステージ方向に移動する。ス
キャニングテーブル９は、場合によっては数個の、直線
作動経路にそって動くので、ＴＤＩセンサー１１上の一
つの標本点に付属する画像点が列にそって移動する。こ
の事態は図１ｃの簡略な図解によって述べる。はじめに
一つの標本点８ａがＴＤＩセンサー上の画像点１１ａに
写し出されるとする。するとスキャニングテーブル９の
動きによって、標本８が矢印（Ｐ１）の方向に動き、少
し後に標本点８ａが位置８ｂに移動する。標本８の動き
と同時に、ＴＤＩセンサー１１の電荷蓄積素子に蓄積さ
れた電荷がステージ（行）１１ａからステージ（行）１
１ｂへ矢印（Ｐ２）の方向に移動する。この標本８の動
きと電荷の動きの同期化を通して、標本８が動いている
間、測定を続けることができる。それで標本８は始動／
停止の繰り返し運動にならず、測定中、均一に動く。そ
れによって、標本の動きが始動／停止運動になり、それ
ぞれの標本が静止状態で測定が行われる装置に対して、
同じ信号／雑音状態で、はるかに短い測定時間が達成さ
れる。
【００２１】スキャニングテーブル９の動く方向に直角
方向での標本面の完全なスキャニングは、透明領域を動
く方向に直角にずらすことによって可能である。標本点
の画像点の動きに応じたセンサーアレイにおける電荷移
動の同期化との関係において、センサーアレイの行幅に
応じた全標本面が検出される。絞りアレイにおける絞り
をずらした配置によって、対物レンズ７の焦点面では絞
りの画像経路が隙間なくくっついて並んでいる。従っ
て、動く方向に対して直角に微少変位させることは、画
像領域の完全な検出のために少しも必要ではない。この
ことはデータ記憶（データ分類）のコストを軽減し、ス
キャニングテーブルの動きに対する許容要求を軽減す
る。
方向での標本面の完全なスキャニングは、透明領域を動
く方向に直角にずらすことによって可能である。標本点
の画像点の動きに応じたセンサーアレイにおける電荷移
動の同期化との関係において、センサーアレイの行幅に
応じた全標本面が検出される。絞りアレイにおける絞り
をずらした配置によって、対物レンズ７の焦点面では絞
りの画像経路が隙間なくくっついて並んでいる。従っ
て、動く方向に対して直角に微少変位させることは、画
像領域の完全な検出のために少しも必要ではない。この
ことはデータ記憶（データ分類）のコストを軽減し、ス
キャニングテーブルの動きに対する許容要求を軽減す
る。
【００２２】図１ｂの実施形態では図１ａの実施形態の
一つ一つの構成要素に応じた構成要素が図１ａと同じ関
連記号で記述されている。図１ａの実施形態との違い
は、図１ｂでは絞りアレイ４ｂが観察光線または検出光
線において、ビームスプリッタ３′の後におかれるよう
に配置されている。照明光線においては光源アレイを形
成する独自の絞りアレイが配置されている。絞りアレイ
４ａと４ｂ両方とも互いに、そして対物レンズの焦点面
に結合させて配置されている。両方の絞りアレイ４ａと
４ｂの透明領域も互いに結合している。照明光線と観察
光線に分離した絞りアレイ（４ａ，４ｂ）を使うことに
よって、照明光線の絞りアレイで反射する光のかなりの
部分がＴＤＩセンサー１１上で大きな暗信号を生じるこ
とをさけることができる。
一つ一つの構成要素に応じた構成要素が図１ａと同じ関
連記号で記述されている。図１ａの実施形態との違い
は、図１ｂでは絞りアレイ４ｂが観察光線または検出光
線において、ビームスプリッタ３′の後におかれるよう
に配置されている。照明光線においては光源アレイを形
成する独自の絞りアレイが配置されている。絞りアレイ
４ａと４ｂ両方とも互いに、そして対物レンズの焦点面
に結合させて配置されている。両方の絞りアレイ４ａと
４ｂの透明領域も互いに結合している。照明光線と観察
光線に分離した絞りアレイ（４ａ，４ｂ）を使うことに
よって、照明光線の絞りアレイで反射する光のかなりの
部分がＴＤＩセンサー１１上で大きな暗信号を生じるこ
とをさけることができる。
【００２３】加えて図１ｂの実施形態の場合、ビームス
プリッタ３′が偏光ビームスプリッタとして開発され、
照明光線における絞りアレイ４ａの照明は、同じように
偏光で行う。その偏光は絞りアレイ４ａより前に設置さ
れた偏光器によって示されるものである。加えてビーム
スプリッタ３′の標本側に四分の一波長板１４が予定さ
れている。これは知られているように、四分の一波長板
１４を通して二回透過する光の偏光が９０度回るように
なる。偏光された光を使用し、偏光ビームスプリッタ
３′と四分の一波長板１４を使用することによって、コ
ンデンサーの後ろにある光を図１ａの実施形態に対して
４倍程度多く利用することができる。しかし、偏光ビー
ムスプリッタ、偏光フィルター、四分の一波長板の相応
な配置は、図１ａの絞りアレイを一つだけ持つ実施形態
においても利用可能である。
プリッタ３′が偏光ビームスプリッタとして開発され、
照明光線における絞りアレイ４ａの照明は、同じように
偏光で行う。その偏光は絞りアレイ４ａより前に設置さ
れた偏光器によって示されるものである。加えてビーム
スプリッタ３′の標本側に四分の一波長板１４が予定さ
れている。これは知られているように、四分の一波長板
１４を通して二回透過する光の偏光が９０度回るように
なる。偏光された光を使用し、偏光ビームスプリッタ
３′と四分の一波長板１４を使用することによって、コ
ンデンサーの後ろにある光を図１ａの実施形態に対して
４倍程度多く利用することができる。しかし、偏光ビー
ムスプリッタ、偏光フィルター、四分の一波長板の相応
な配置は、図１ａの絞りアレイを一つだけ持つ実施形態
においても利用可能である。
【００２４】図４ｂでは絞りアレイ（４，４ａ，４ｂ）
のための第一の実施形態が表わされている。絞りアレイ
４はセンサー１１の画素（ピクセル）数に応じた数の光
透過領域（４1 −４20）を含んでいる。図４ｂでは、分
かりやすいようにするために２０だけ表わしている。実
際にはもっと多くても少なくても良い。各透明領域（４
1 −４20）の直径は、エアリーディスクの直径の約半分
に相当し、開口数ＮＡ＝０．９５の対物レンズにおい
て、そして波長λ＝３６５ｎｍに対して、０．２５μｍ
を標本８と絞りアレイ（４，４ａ，４ｂ）間の画像スケ
ールに掛けたものになる。できる限りよい共焦点フィル
ターを得るために、透明領域の隣同士の間隔は少なくと
も透明領域の直径の４倍となる。透明領域（４1 −
４20）は二次元斜めの網目状（傾斜格子）を形成する
が、斜めの角度は、絞りアレイ（４，４ｂ）とＴＤＩセ
ンサー１１間の画像関係を考慮して、隣同士の透明領域
の中心がＴＤＩセンサー１１の隣同士の列に結像される
ように選ばれている。この結像のしくみは図４ｃに表わ
されている。図４ｃにおいての各正方形が受光領域を表
わしている。垂直方向に９６のステージと水平方向の２
０４８の列の断面が表わされているが、列は（Ｐ１−Ｐ
４，Ｐ１０，Ｐ１１）で描かれている。図４ｂと４ｃの
一覧からわかるように、透明領域（４1 ）が列（Ｐ１）
に、そして透明領域（４2 ）が列（Ｐ２）になどとＴＤ
Ｉセンサーの様々な列に結像される。同時に透明領域
（４1 −４20）は様々なステージに結像する。透明領域
（４11）が結像されるステージポジションは、領域（４
1 ）のステージポジションに相応する。対物レンズ７の
焦点面上の絞りアレイ４の像とＴＤＩセンサー１１とが
図４ａに表わされている。絞りアレイ４の光透過領域の
像は、図４ｂと同様な関連記号がついている。そこに印
のついている正方形はどれも、それが付属するＴＤＩセ
ンサー１１の受光領域の像を表わしている。より長い蛇
行経路のスキャニングテーブルの直線動作方向は、矢印
（Ｓ）によって示されている。
のための第一の実施形態が表わされている。絞りアレイ
４はセンサー１１の画素（ピクセル）数に応じた数の光
透過領域（４1 −４20）を含んでいる。図４ｂでは、分
かりやすいようにするために２０だけ表わしている。実
際にはもっと多くても少なくても良い。各透明領域（４
1 −４20）の直径は、エアリーディスクの直径の約半分
に相当し、開口数ＮＡ＝０．９５の対物レンズにおい
て、そして波長λ＝３６５ｎｍに対して、０．２５μｍ
を標本８と絞りアレイ（４，４ａ，４ｂ）間の画像スケ
ールに掛けたものになる。できる限りよい共焦点フィル
ターを得るために、透明領域の隣同士の間隔は少なくと
も透明領域の直径の４倍となる。透明領域（４1 −
４20）は二次元斜めの網目状（傾斜格子）を形成する
が、斜めの角度は、絞りアレイ（４，４ｂ）とＴＤＩセ
ンサー１１間の画像関係を考慮して、隣同士の透明領域
の中心がＴＤＩセンサー１１の隣同士の列に結像される
ように選ばれている。この結像のしくみは図４ｃに表わ
されている。図４ｃにおいての各正方形が受光領域を表
わしている。垂直方向に９６のステージと水平方向の２
０４８の列の断面が表わされているが、列は（Ｐ１−Ｐ
４，Ｐ１０，Ｐ１１）で描かれている。図４ｂと４ｃの
一覧からわかるように、透明領域（４1 ）が列（Ｐ１）
に、そして透明領域（４2 ）が列（Ｐ２）になどとＴＤ
Ｉセンサーの様々な列に結像される。同時に透明領域
（４1 −４20）は様々なステージに結像する。透明領域
（４11）が結像されるステージポジションは、領域（４
1 ）のステージポジションに相応する。対物レンズ７の
焦点面上の絞りアレイ４の像とＴＤＩセンサー１１とが
図４ａに表わされている。絞りアレイ４の光透過領域の
像は、図４ｂと同様な関連記号がついている。そこに印
のついている正方形はどれも、それが付属するＴＤＩセ
ンサー１１の受光領域の像を表わしている。より長い蛇
行経路のスキャニングテーブルの直線動作方向は、矢印
（Ｓ）によって示されている。
【００２５】原則的に図４ａ−図４ｃにおいてと同様な
事態が、図５ａ−図５ｃでは別の絞りアレイ４′（図５
ｂ参照）用に表わされている。この絞りアレイ４′用の
もう一つの実施形態においては、透明領域は、その直径
とその隣の透明領域との間隔に関しては図４ｂのものに
対応している。これらの透明領域は、二次元格子状に配
列されている。すなわち、ある列の透明領域がその隣の
列の透明領域の間に配置されている。そして、その列は
スキャニング方向（矢印（Ｓ））に対して、ここでも前
に述べた図４ａ−４ｃの実施形態のように、それぞれの
透明領域（４1'− ４6'）がＴＤＩセンサー１１のそれ
ぞれの列に結像するようにずらしてある。図５ａではま
た対物レンズ７の焦点面の絞りアレイ４′とＴＤＩセン
サー１１の画像が表わされている。
事態が、図５ａ−図５ｃでは別の絞りアレイ４′（図５
ｂ参照）用に表わされている。この絞りアレイ４′用の
もう一つの実施形態においては、透明領域は、その直径
とその隣の透明領域との間隔に関しては図４ｂのものに
対応している。これらの透明領域は、二次元格子状に配
列されている。すなわち、ある列の透明領域がその隣の
列の透明領域の間に配置されている。そして、その列は
スキャニング方向（矢印（Ｓ））に対して、ここでも前
に述べた図４ａ−４ｃの実施形態のように、それぞれの
透明領域（４1'− ４6'）がＴＤＩセンサー１１のそれ
ぞれの列に結像するようにずらしてある。図５ａではま
た対物レンズ７の焦点面の絞りアレイ４′とＴＤＩセン
サー１１の画像が表わされている。
【００２６】透明領域の格子状の装置は建設的な長所を
もたらす。光源アレイ４ａが、後ろから均等に照らされ
る絞りアレイによってだけでなく、前にレンズアレイを
備えた絞りアレイ、回折要素による絞りアレイ、または
前にフィアバーアレイを備えた絞りアレイによって形成
される場合でも、絞りアレイ４ａの透明領域のよりよい
照明をうることができる。結果として生じる二次的光源
が十分に点状であるなら、照明絞りアレイ４ａはなくて
もよい。標本の動きのコントロールと、同時に電荷移動
を同期化させるために必要なエレクトロニクスは、後に
図２と図３の回路図によって述べられる。
もたらす。光源アレイ４ａが、後ろから均等に照らされ
る絞りアレイによってだけでなく、前にレンズアレイを
備えた絞りアレイ、回折要素による絞りアレイ、または
前にフィアバーアレイを備えた絞りアレイによって形成
される場合でも、絞りアレイ４ａの透明領域のよりよい
照明をうることができる。結果として生じる二次的光源
が十分に点状であるなら、照明絞りアレイ４ａはなくて
もよい。標本の動きのコントロールと、同時に電荷移動
を同期化させるために必要なエレクトロニクスは、後に
図２と図３の回路図によって述べられる。
【００２７】標本テーブル９は、おもに、互いに二方向
に垂直に移動させることができるテーブル要素、電動モ
ーター２０，２１、位置測定システム２２，２３、そし
てマイクロコントローラー２４からなっている。この標
本テーブル９自体は焦点を合わせるために光学軸方向に
ずらせるよう、図示しない台に移動自在に載せられてい
る。二つの直角方向への動かす二つの電動モーター２
０，２１は、とくに直線駆動装置を用いるのが好まし
い。位置測定システム２２，２３は、テーブル９の動
き、すなわち変位を互いに独立して互いに垂直の二方向
で検出する長さ測定干渉計として構成されている。この
干渉計は、テーブルが干渉計の測定光線方向に動く場
合、動いた道程に応じてサイン形の放射強度を出す。そ
の際、干渉計で使用された測定光の波長に比例するサイ
ン信号の周期は、直接動いた距離と関連している。道程
が長い場合の測定信号は多意性を持つので、測定のはじ
めにゼロ点を所定位置に移動させて絶対規格化が必要に
なる。こうすると後のどんなときにも、干渉計信号のゼ
ロ点を通過した回数の数と、規格位置で検出されたサイ
ン信号と実際位置の位相の差から、実際の位置がこのゼ
ロ点に対して与えられる。
に垂直に移動させることができるテーブル要素、電動モ
ーター２０，２１、位置測定システム２２，２３、そし
てマイクロコントローラー２４からなっている。この標
本テーブル９自体は焦点を合わせるために光学軸方向に
ずらせるよう、図示しない台に移動自在に載せられてい
る。二つの直角方向への動かす二つの電動モーター２
０，２１は、とくに直線駆動装置を用いるのが好まし
い。位置測定システム２２，２３は、テーブル９の動
き、すなわち変位を互いに独立して互いに垂直の二方向
で検出する長さ測定干渉計として構成されている。この
干渉計は、テーブルが干渉計の測定光線方向に動く場
合、動いた道程に応じてサイン形の放射強度を出す。そ
の際、干渉計で使用された測定光の波長に比例するサイ
ン信号の周期は、直接動いた距離と関連している。道程
が長い場合の測定信号は多意性を持つので、測定のはじ
めにゼロ点を所定位置に移動させて絶対規格化が必要に
なる。こうすると後のどんなときにも、干渉計信号のゼ
ロ点を通過した回数の数と、規格位置で検出されたサイ
ン信号と実際位置の位相の差から、実際の位置がこのゼ
ロ点に対して与えられる。
【００２８】マイクロコントローラ２４は、標本テーブ
ル９のモーター（２０，２１）を、測定システム（２
２，２３）から送られてくる実際の位置測定値と、表わ
されていないホスト・コンピューターによってバス２９
を経て決定される標準位置測定値に応じて、コントロー
ルする。これに必要なマイクロコントローラ２４の制御
装置は、図３で拡大されて表わされている。コントロー
ルバス、たとえばＣＡＮバスを経て送られたデータは、
論理演算装置（ＡＬＵ）３３で、実際の標準位置値に換
算される。それに続く他のＡＬＵ３２では、ＡＬＵ３３
で決定された値を二つの測定システム（２２，２３）か
ら送られる値からそれぞれ引く。そうすることでその差
が実測値と標準値の間の偏差を表わすことになる。この
差は積分器３４で積分され、次にある装置３５で開放制
御回路を増幅するある因数が掛けられる。この因数は１
８０度の位相ずれをさせるためにマイナスである。この
増幅された時間積分された差信号はモーター２０，２１
の駆動信号を表わす。
ル９のモーター（２０，２１）を、測定システム（２
２，２３）から送られてくる実際の位置測定値と、表わ
されていないホスト・コンピューターによってバス２９
を経て決定される標準位置測定値に応じて、コントロー
ルする。これに必要なマイクロコントローラ２４の制御
装置は、図３で拡大されて表わされている。コントロー
ルバス、たとえばＣＡＮバスを経て送られたデータは、
論理演算装置（ＡＬＵ）３３で、実際の標準位置値に換
算される。それに続く他のＡＬＵ３２では、ＡＬＵ３３
で決定された値を二つの測定システム（２２，２３）か
ら送られる値からそれぞれ引く。そうすることでその差
が実測値と標準値の間の偏差を表わすことになる。この
差は積分器３４で積分され、次にある装置３５で開放制
御回路を増幅するある因数が掛けられる。この因数は１
８０度の位相ずれをさせるためにマイナスである。この
増幅された時間積分された差信号はモーター２０，２１
の駆動信号を表わす。
【００２９】互いに垂直方向の標準位置の値は、ＡＬＵ
３３から同時にデータ線３０，３１を経由して、さらに
別のマイクロコントローラ２８、ＴＤＩセンサー１１の
読み出し又は周期タイミングのためのドライブ２７、そ
して画像処理エレクトロニクス２５へ送られる。マイク
ロコントローラ２４を経由して駆動されるドライブ２７
は、ＴＤＩセンサー１１上の各画像点の移動に応じて、
ＴＤＩセンサーに記憶された電荷を移動させる。ＴＤＩ
センサーから選択された電荷データはアナログ・デジタ
ル変換器２６によってデジタル化され、つづいて同じよ
うに画像処理エレクトロニクス２５へ送られる。画像処
理エレクトロニクス２５はこのようにして、発生すべき
画像の中に記入される、ＴＤＩセンサーで記録された放
射強度に関する、テーブルの位置に対する情報を得る。
その際、エレクトロニクスはＴＤＩセンサーの組織的な
特徴によって起こる遅延を考慮する。もしテーブルが撮
影によって検出できる範囲以外の位置にあったとした
ら、ＴＤＩセンサーから渡された値は考慮されないまま
である。
３３から同時にデータ線３０，３１を経由して、さらに
別のマイクロコントローラ２８、ＴＤＩセンサー１１の
読み出し又は周期タイミングのためのドライブ２７、そ
して画像処理エレクトロニクス２５へ送られる。マイク
ロコントローラ２４を経由して駆動されるドライブ２７
は、ＴＤＩセンサー１１上の各画像点の移動に応じて、
ＴＤＩセンサーに記憶された電荷を移動させる。ＴＤＩ
センサーから選択された電荷データはアナログ・デジタ
ル変換器２６によってデジタル化され、つづいて同じよ
うに画像処理エレクトロニクス２５へ送られる。画像処
理エレクトロニクス２５はこのようにして、発生すべき
画像の中に記入される、ＴＤＩセンサーで記録された放
射強度に関する、テーブルの位置に対する情報を得る。
その際、エレクトロニクスはＴＤＩセンサーの組織的な
特徴によって起こる遅延を考慮する。もしテーブルが撮
影によって検出できる範囲以外の位置にあったとした
ら、ＴＤＩセンサーから渡された値は考慮されないまま
である。
【００３０】画像処理エレクトロニクスからまず記録の
修復が行われる。その際にたとえば光線強度の変化によ
って、絞りアレイ内の光透過領域次元の誤差やテーブル
速度の標準速度との誤差によって、あるいはＴＤＩセン
サーの画素のさまざまな精度特徴によって、一定の直線
的欠陥が修正される。そのような一定のあるいは直線的
な欠陥が修正された後、最適なフィルターを通して標
本、たとえば照射されたウエハの構造を、ダイ間の欠陥
をよりよく確かめるために、少し抑えることができる。
ダイとダイとの比較を実施するために、互いに比較され
るべき記録された部分は、テーブルシステムにおける欠
陥を考慮して、画素の正確さで互いに重ねられる。つづ
いて比較した記録された部分の差を出し、ダイとダイと
の比較が行われ、汚染粒子などの欠陥を排他的しきい値
形成（exclusive threshold formation）で検出する。
修復が行われる。その際にたとえば光線強度の変化によ
って、絞りアレイ内の光透過領域次元の誤差やテーブル
速度の標準速度との誤差によって、あるいはＴＤＩセン
サーの画素のさまざまな精度特徴によって、一定の直線
的欠陥が修正される。そのような一定のあるいは直線的
な欠陥が修正された後、最適なフィルターを通して標
本、たとえば照射されたウエハの構造を、ダイ間の欠陥
をよりよく確かめるために、少し抑えることができる。
ダイとダイとの比較を実施するために、互いに比較され
るべき記録された部分は、テーブルシステムにおける欠
陥を考慮して、画素の正確さで互いに重ねられる。つづ
いて比較した記録された部分の差を出し、ダイとダイと
の比較が行われ、汚染粒子などの欠陥を排他的しきい値
形成（exclusive threshold formation）で検出する。
【００３１】図２と３によって説明した制御装置では、
テーブルの公称希望速度とコースがホスト・コンピュー
ターによって予め決められている。マイクロコントロー
ラは、その予定速度から、マイクロコントローラ２４の
中に内蔵されているクロック３６の助けで、標準速度か
らテーブルの基準位置と、テーブルが調整されるサイク
ルタイムが計算される。サイクルタイムは、ＴＤＩセン
サーのドライバ２７及び画像処理エレクトロニクス２５
用に設定される。これに関する別の方法は、ＴＤＩセン
サーの読み出し用及び画像処理エレクトロニクス用のサ
イクルタイムがやはりホストから直接設定される。この
場合、標準位置がデータ線３０、３１を通って渡される
のではなく、その時の実測位置が画像処理エレクトロニ
クス２５に渡される。
テーブルの公称希望速度とコースがホスト・コンピュー
ターによって予め決められている。マイクロコントロー
ラは、その予定速度から、マイクロコントローラ２４の
中に内蔵されているクロック３６の助けで、標準速度か
らテーブルの基準位置と、テーブルが調整されるサイク
ルタイムが計算される。サイクルタイムは、ＴＤＩセン
サーのドライバ２７及び画像処理エレクトロニクス２５
用に設定される。これに関する別の方法は、ＴＤＩセン
サーの読み出し用及び画像処理エレクトロニクス用のサ
イクルタイムがやはりホストから直接設定される。この
場合、標準位置がデータ線３０、３１を通って渡される
のではなく、その時の実測位置が画像処理エレクトロニ
クス２５に渡される。
【００３２】大きな標本領域の画像撮影は、おもに標本
テーブルの折返し動作によって行われる。その際、長い
動作経路は画像点がＴＤＩセンサーの９６のステージ方
向に移行するよう方向ずけられている。その際、撮影す
べき画像範囲にわたって、動きは一定の速度である。標
本が一方向にスキャニングされた後、テーブルがそれに
垂直方向に移行し、今度は次の長い折返し経路をスキャ
ニングする時、隣にある標本領域がＴＤＩセンサーに結
像されるようになる。そうして反対方向にスキャニング
が行われるが、その際、同時にＴＤＩセンサーの記憶素
子の間の電荷移送方向も逆になる。ただし、それにはＴ
ＤＩセンサーが両方向スキャニング特性を持っているこ
と、つまり電荷が二つの相対する方向に移動することが
できることが必要である。そのためのセンサとしては、
ＤＡＬＳＡ社製のＩＴ−Ｆ２型がよい。
テーブルの折返し動作によって行われる。その際、長い
動作経路は画像点がＴＤＩセンサーの９６のステージ方
向に移行するよう方向ずけられている。その際、撮影す
べき画像範囲にわたって、動きは一定の速度である。標
本が一方向にスキャニングされた後、テーブルがそれに
垂直方向に移行し、今度は次の長い折返し経路をスキャ
ニングする時、隣にある標本領域がＴＤＩセンサーに結
像されるようになる。そうして反対方向にスキャニング
が行われるが、その際、同時にＴＤＩセンサーの記憶素
子の間の電荷移送方向も逆になる。ただし、それにはＴ
ＤＩセンサーが両方向スキャニング特性を持っているこ
と、つまり電荷が二つの相対する方向に移動することが
できることが必要である。そのためのセンサとしては、
ＤＡＬＳＡ社製のＩＴ−Ｆ２型がよい。
【００３３】ホスト・コンピューターから、あるいはマ
イクロコントローラ２４のクロック３６から指示される
周波数は標本テーブルが最高可能速度で動くよう決めら
れている。その速度は、画像スケールと画像移動を考慮
した上で最高周波数でＴＤＩ行を読み出すことができる
ものである。
イクロコントローラ２４のクロック３６から指示される
周波数は標本テーブルが最高可能速度で動くよう決めら
れている。その速度は、画像スケールと画像移動を考慮
した上で最高周波数でＴＤＩ行を読み出すことができる
ものである。
【００３４】画像スケールを変更するためには対物レン
ズ７の交換が必要である。これはおもにコード化した対
物レンズ・レボルバーを使って行われるが、レボルバー
の位置に付いている対物レンズのスケールデータはメモ
リにファイルされている。そしてレボルバーを切り換え
たとき、ＴＤＩセンサーの読み出しと標本テーブルの間
の速度の同期化の適合がすぐ行われる。
ズ７の交換が必要である。これはおもにコード化した対
物レンズ・レボルバーを使って行われるが、レボルバー
の位置に付いている対物レンズのスケールデータはメモ
リにファイルされている。そしてレボルバーを切り換え
たとき、ＴＤＩセンサーの読み出しと標本テーブルの間
の速度の同期化の適合がすぐ行われる。
【００３５】透明領域の直径が対物レンズの開口数に依
存しているエアリーディスクの大きさに適合したままで
あるので、ルールとして、画像スケールの変更には絞り
アレイの変更が伴う。
存しているエアリーディスクの大きさに適合したままで
あるので、ルールとして、画像スケールの変更には絞り
アレイの変更が伴う。
【００３６】図６ａではＴＤＩセンサーにとってとくに
長所となる装置がこの発明との関連において表わされて
いる。ＴＤＩセンサー３７はステージ方向前後に配置さ
れた数個の部分センサー３８，３９，４０から成ってい
る。それはそれぞれピクセル方向に（図６ａでは水平）
間隔Δ＝ｄ／ｎだけ互いにずれいる。ｄはピクセル間隔
で、ｎは部分センサーの数である。組み合わされたＴＤ
Ｉセンサー上の絞りアレイ４１（図６ｂ）のアナモルフ
ィック結像（anamorphotic imaging）は、同じ全面積の
ＴＤＩセンサーに比べて、前後にある部分センサー３
８，３９，４０の数に対応して、相応の信号／雑音状態
の改良をもたらす。図６ａに表わされた実施形態は計９
つの部分センサー３８，３９，４０が、それぞれ９６の
ステージとともに配置されている。ステージ方向はここ
では、標本のスキャニングの際、再び標本点の動きに相
応している。そうすると絞りアレイ４１の像は、スキャ
ニング方向において、それに垂直な方向においてより、
９倍大きい画像スケールを持つ。そうしてこのアナモル
フィック像を通して、絞りアレイ４１の最初の二つの行
Ｚ1，Ｚ2にある透明領域が最初の部分センサー３８上
に、二つのその後に続く行Ｚ3，Ｚ4が第二の部分センサ
ー３９上に、というように結像される。このアナモルフ
ィック結像は図６ａにおいて、絞りアレイ４１の円型光
透過領域の楕円形結像によって示されている。数個の部
分センサーがずれて配置されていることによって、まず
すべての部分センサー上で結像された透明領域が、部分
センサーの行と列に対して直角、平行に整列された部分
格子として結像されることが可能である。同時に部分格
子は部分センサーセットに応じてお互いの間でずれてい
る、それで部分−ＴＤＩの画像データが正しい順番をつ
かむために相応に分けられる時、全体の画像面が隙間な
く検出される。それによって数個の透明領域が、様々な
ステージポジションの各部分センサーの一つの列に結像
されることができ、それによって信号／雑音状態が改良
される。図６ａとｂの図示では、二つの透明領域が同じ
部分センサー３８の相応にずらされたステージポジショ
ンにある各ピクセルポジションに結像されている。しか
し、一つのピクセルポジションにつき透明領域を二つだ
け使うのは図での説明にしか役立たない。前にあげた透
明領域直径の透明領域間隔に対する関係において、セン
サー３７の面を最適に利用するためには、画素ポジショ
ンについての透明領域の数を、部分センサー（３８，３
９，４０）の数に応じて選ぶことができ、そうするとそ
れによって９つの部分センサーがある場合、図４ａ、ｂ
と図５ａ−ｂの実施形態に対して、一つの画素につき９
倍の光量を得ることができ、同じ信号／雑音状態で、標
本のスキャニングを９倍の速度で行うことができる。
長所となる装置がこの発明との関連において表わされて
いる。ＴＤＩセンサー３７はステージ方向前後に配置さ
れた数個の部分センサー３８，３９，４０から成ってい
る。それはそれぞれピクセル方向に（図６ａでは水平）
間隔Δ＝ｄ／ｎだけ互いにずれいる。ｄはピクセル間隔
で、ｎは部分センサーの数である。組み合わされたＴＤ
Ｉセンサー上の絞りアレイ４１（図６ｂ）のアナモルフ
ィック結像（anamorphotic imaging）は、同じ全面積の
ＴＤＩセンサーに比べて、前後にある部分センサー３
８，３９，４０の数に対応して、相応の信号／雑音状態
の改良をもたらす。図６ａに表わされた実施形態は計９
つの部分センサー３８，３９，４０が、それぞれ９６の
ステージとともに配置されている。ステージ方向はここ
では、標本のスキャニングの際、再び標本点の動きに相
応している。そうすると絞りアレイ４１の像は、スキャ
ニング方向において、それに垂直な方向においてより、
９倍大きい画像スケールを持つ。そうしてこのアナモル
フィック像を通して、絞りアレイ４１の最初の二つの行
Ｚ1，Ｚ2にある透明領域が最初の部分センサー３８上
に、二つのその後に続く行Ｚ3，Ｚ4が第二の部分センサ
ー３９上に、というように結像される。このアナモルフ
ィック結像は図６ａにおいて、絞りアレイ４１の円型光
透過領域の楕円形結像によって示されている。数個の部
分センサーがずれて配置されていることによって、まず
すべての部分センサー上で結像された透明領域が、部分
センサーの行と列に対して直角、平行に整列された部分
格子として結像されることが可能である。同時に部分格
子は部分センサーセットに応じてお互いの間でずれてい
る、それで部分−ＴＤＩの画像データが正しい順番をつ
かむために相応に分けられる時、全体の画像面が隙間な
く検出される。それによって数個の透明領域が、様々な
ステージポジションの各部分センサーの一つの列に結像
されることができ、それによって信号／雑音状態が改良
される。図６ａとｂの図示では、二つの透明領域が同じ
部分センサー３８の相応にずらされたステージポジショ
ンにある各ピクセルポジションに結像されている。しか
し、一つのピクセルポジションにつき透明領域を二つだ
け使うのは図での説明にしか役立たない。前にあげた透
明領域直径の透明領域間隔に対する関係において、セン
サー３７の面を最適に利用するためには、画素ポジショ
ンについての透明領域の数を、部分センサー（３８，３
９，４０）の数に応じて選ぶことができ、そうするとそ
れによって９つの部分センサーがある場合、図４ａ、ｂ
と図５ａ−ｂの実施形態に対して、一つの画素につき９
倍の光量を得ることができ、同じ信号／雑音状態で、標
本のスキャニングを９倍の速度で行うことができる。
【００３７】アナモルフィック結像によって、すべての
部分センサーのすべての列は結像発生に寄与する。数個
のずらして配置されている部分センサーからなるセンサ
ーアレイは普通のアナモルフィックではない絞りアレイ
の像との関連で使うこともできる。しかしこの場合部分
センサーの列は一部だけが結像に役に立つ。部分センサ
ーとしてのＴＤＩの代わりに相応な数の互いにずれて配
置されている行センサーの配置も考えられる。光感度に
関して、そのような配置は前記４ａからｃまでの実施形
態と比較できるが、使用するセンサー面はそれに対して
明らかに減少する。
部分センサーのすべての列は結像発生に寄与する。数個
のずらして配置されている部分センサーからなるセンサ
ーアレイは普通のアナモルフィックではない絞りアレイ
の像との関連で使うこともできる。しかしこの場合部分
センサーの列は一部だけが結像に役に立つ。部分センサ
ーとしてのＴＤＩの代わりに相応な数の互いにずれて配
置されている行センサーの配置も考えられる。光感度に
関して、そのような配置は前記４ａからｃまでの実施形
態と比較できるが、使用するセンサー面はそれに対して
明らかに減少する。
【図１】 照明光線と観察光線が一緒になっている部分
に配置されているピンホールを一つ持った発明の第一実
施形態の原則図（ａ）、光源アレイと絞りアレイが別々
になっている発明の第２実施形態（ｂ）、センサーアレ
イにおける標本の動きと電荷移動との間の同期化説明の
ための原則図（ｃ）である。
に配置されているピンホールを一つ持った発明の第一実
施形態の原則図（ａ）、光源アレイと絞りアレイが別々
になっている発明の第２実施形態（ｂ）、センサーアレ
イにおける標本の動きと電荷移動との間の同期化説明の
ための原則図（ｃ）である。
【図２】 スキャンテーブルの動きとセンサーアレイに
おける電荷移動の間の同期化の回路図である。
おける電荷移動の間の同期化の回路図である。
【図３】 図２のマイクロコントローラの機能運転の詳
細説明図である。
細説明図である。
【図４】 菱形格子を形成する絞りアレイの断面と、そ
れに付属する標本面とセンサーアレイ面における画像点
を表す図である。
れに付属する標本面とセンサーアレイ面における画像点
を表す図である。
【図５】 直角格子を形成する絞りアレイの断面と、そ
れに付属する標本面とセン サーアレイ面における画像
点を表す図である。
れに付属する標本面とセン サーアレイ面における画像
点を表す図である。
【図６】 数個の互いにずれて配置されている二次元部
分センサーアレイからなるセンサーアレイの図式表現
（ａ）と図６ａのセンサーアレイに最適なピンホールア
レイの原則図（ｂ）である。
分センサーアレイからなるセンサーアレイの図式表現
（ａ）と図６ａのセンサーアレイに最適なピンホールア
レイの原則図（ｂ）である。
２ コンデンサレンズ、４ 絞りアレイ、７ 対物レン
ズ、８ 標本、９ スキャンニングテーブル。
ズ、８ 標本、９ スキャンニングテーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト・ツァーネツキー ドイツ連邦共和国・07747・イエーナ・ド ラッケンドルファー ヴェク・４ (72)発明者 トーマス・シェリュブル ドイツ連邦共和国・14197・ベルリン・エ バーバヒャーシュトラーセ・３
Claims (12)
- 【請求項１】 顕微鏡光学軸に垂直に標本（８）を動か
すための電動スキャニングテーブルと、 顕微鏡対物レンズ焦点面に結合した面における絞りアレ
イ（４，４ａ，４ｂ）と、 多数の受光素子とその受光素子に対応した電荷蓄積素
子、そして電荷蓄積素子に記憶された電荷を蓄積素子か
ら蓄積素子へと移動させる装置を備えた、絞りアレイ
（４，４ｂ）の後方に設けられたセンサーアレイ（１
１）と、 前記センサーアレイ（１１）の面で標本点の画像点の動
きに応じた電荷の移動を引き起こす同期化装置（１３、
２４）とを備えたことを特徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項２】 標本の動きは直線経路に沿って行われる
請求項１に記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項３】 絞りアレイは標本が動く時比較的光線路
に固定したままである請求項１または２に記載の共焦点
顕微鏡。 - 【請求項４】 絞りアレイ（４，４ｂ）は、対物レンズ
７の焦点面における透明領域（４1 −４20）の画像経路
が、焦点面を隙間なくふさぐように構成されている請求
項３に記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項５】 光源アレイ（４，４ａ）は対物レンズ７
の焦点面に結合している面における多数の互いに間隔を
おいた光源が配置され、光源の位置が絞りアレイ（４，
４ｂ）の光透過領域（４1 −４20）の位置に結合されて
いる請求項１〜４のいずれか１項に記載の共焦点顕微
鏡。 - 【請求項６】 検出アレイ（１１）が多数の互いに平行
に配置されている直線のセンサー列を持ち、電荷の移動
が列方向に行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載
の共焦点顕微鏡。 - 【請求項７】 絞りアレイが多数の光透過領域（４1 −
４20）を持ち、なおかつ各センサーアレイの列に少なく
とも一つの絞りアレイ（４，４ｂ）の光透過領域（４1
− ４20）が結像される請求項６に記載の共焦点顕微
鏡。 - 【請求項８】 絞りアレイ（４，４ａ，４ｂ）の光透過
領域が二次元のひし形格子を形成する請求項７に記載の
共焦点顕微鏡。 - 【請求項９】 絞りアレイ（４，４ａ，４ｂ）の光透過
領域が直角型の二次元の格子を形成する請求項７に記載
の共焦点顕微鏡。 - 【請求項１０】 絞りアレイ（４，４ｂ）がセンサーア
レイ（１１）に結像される請求１〜９のいずれか１項に
記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項１１】 センサーアレイ（３７）が列方向で前
後に配置され、互いに独立した、数個の部分センサー
（３８，３９，４０）を持ち、それは行方向にある値で
互いにずらせて配置され、そのずれの値はΔ＝ｄ／ｎ
で、ｄは行方向のそれぞれのセンサーのスケールで、ｎ
は部分−センサーアレイの数である請求項６〜１０のい
ずれか１項に記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項１２】 絞りアレイ（４１）がアナモルフィッ
クにセンサーアレイ（３７）に結像される請求項１１に
記載の共焦点顕微鏡。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19714221A DE19714221A1 (de) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | Konfokales Mikroskop mit einem motorischen Scanningtisch |
| DE19714221.4 | 1997-04-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326587A true JPH10326587A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3970998B2 JP3970998B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=7825633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31687897A Expired - Fee Related JP3970998B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-11-18 | 電動スキャニングテーブル付き共焦点顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6429897B2 (ja) |
| EP (1) | EP0871052B1 (ja) |
| JP (1) | JP3970998B2 (ja) |
| DE (2) | DE19714221A1 (ja) |
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| CN109270070A (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 三星电子株式会社 | 成像设备和成像方法 |
| JP2019020585A (ja) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 撮像装置および撮像方法 |
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