JPH11173821A - Optical inspecting device - Google Patents

Optical inspecting device

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JPH11173821A
JPH11173821A JP33999597A JP33999597A JPH11173821A JP H11173821 A JPH11173821 A JP H11173821A JP 33999597 A JP33999597 A JP 33999597A JP 33999597 A JP33999597 A JP 33999597A JP H11173821 A JPH11173821 A JP H11173821A
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JP
Japan
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light
light beam
objective lens
optical
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP33999597A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Inada
稔 稲田
Shigeo Nishimura
重雄 西村
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Yasunaga Corp
Original Assignee
Yasunaga Corp
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Filing date
Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a fast height measurement at arbitrary location of an object to be measured realizable while maintaining highly accurate measurement accuracy by a confocal method by providing a 2-dimensional movable mirror to polarize a light beam, etc. SOLUTION: An object to be measured is irradiated with a light beam from a light source 17 via an object lens 11, and the reflected light is condensed concentrically with the light beam. The condensed reflected light is separated from the light passage of the light beam via a beam splitter 15 and is received at a light receiving device 21. A focus adjusting means 13 changes the substantial length of the light passage of the light beam and the reflected light via the object lens 11 with respect to the object to be measured. A 2-dimensional movable mirror 12 polarizes the light beam in a predetermined direction to displace the irradiation location of the light beam via the object lens 11 and condenses the reflected light from the irradiation location to guide it to the light receiving device 21. As the irradiation location and the detection location of the light beam are optically displaced by this, it is possible to measure the height of the object to be measured at a high speed.

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、半導体チップ等の
外観・形状検査やプリント基板における部品実装状態の
検査等に用いられる光学式検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical inspection apparatus used for inspecting the appearance and shape of a semiconductor chip and the like, and inspecting the state of component mounting on a printed circuit board.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】半導体チップ等の外観・形状を光
学的に検査する手法の1つに、レンズの縦倍率を利用し
た共焦点法がある。この共焦点法は、基本的には測定対
象物を視野する光学系(レンズ)の焦点位置を変化さ
せ、合焦点の情報から上記測定対象物の高さを求めるも
のである。
[Related Background Art] One of the techniques for optically inspecting the appearance and shape of a semiconductor chip or the like is a confocal method using the longitudinal magnification of a lens. In the confocal method, basically, the focal position of an optical system (lens) for viewing the object to be measured is changed, and the height of the object to be measured is obtained from information on the focal point.

【0003】具体的には図3に示すように、光源1から
出力した光を対物レンズ2を介して測定対象物3に照射
し、その反射光を上記対物レンズ2を介して集光する。
そしてこの反射光をハーフミラー(ビームスプリッタ)
4を介して受光器5に導き、その受光光量を計測する。
このとき図3(a)〜(c)に示すように前記対物レンズ2
を光軸方向に変位させてその焦点位置を変化させる。す
ると図4に示すように測定対象物3に対する焦点位置の
変化に伴って受光器5による受光量が変化し、測定対象
物3に焦点があったとき、その受光量が最大となること
を利用して上記測定対象物3の高さを計測するものであ
る。
More specifically, as shown in FIG. 3, light output from a light source 1 is applied to an object 3 to be measured via an objective lens 2, and the reflected light is condensed via the objective lens 2.
And this reflected light is half mirror (beam splitter)
The light is guided to a light receiver 5 via the light source 4 and the amount of received light is measured.
At this time, as shown in FIGS.
Is displaced in the optical axis direction to change its focal position. Then, as shown in FIG. 4, the amount of light received by the light receiver 5 changes with the change of the focal position with respect to the measurement target 3, and when the measurement target 3 is focused, the amount of received light is maximized. Then, the height of the measurement object 3 is measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した共焦
点法による形状計測は、レンズの横倍率を利用した従来
一般的な三角測距法に比較して、その測定精度が高い等
の利点がある反面、例えば対物レンズを光軸方向に変位
させる必要があるので、計測に要する時間が長い(測定
速度が遅い)と言う問題がある。特に半導体チップ等の
外観・形状を検査したり、プリント基板における部品実
装状態を検査する場合のように、或る程度広い領域に亘
って計測位置を変えながら高さ計測を行うような場合、
その位置制御と相俟って計測速度が益々遅くなると言う
不具合がある。しかも計測位置の制御に機械的な2軸形
走査ステージを用いるようにすると、装置の全体構成が
相当大掛かりで高価なものとなることが否めない。
However, the shape measurement by the confocal method described above has advantages such as higher measurement accuracy as compared with a conventional general triangulation method using the lateral magnification of a lens. On the other hand, for example, since the objective lens needs to be displaced in the optical axis direction, there is a problem that the time required for measurement is long (measuring speed is slow). In particular, when the height measurement is performed while changing the measurement position over a certain wide area, such as when inspecting the appearance and shape of a semiconductor chip or the like or inspecting the component mounting state on a printed circuit board,
There is a problem that the measurement speed is further reduced in conjunction with the position control. In addition, if a mechanical two-axis scanning stage is used to control the measurement position, the entire configuration of the apparatus is unavoidably large and expensive.

【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、共焦点法による高精度な計測精
度を維持しながら、測定対象物における任意の位置での
高さ計測を高速に実現し得る簡易で実用性の高い光学式
検査装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to measure height at an arbitrary position on an object to be measured while maintaining highly accurate measurement accuracy by a confocal method. An object of the present invention is to provide a simple and highly practical optical inspection device that can be realized at high speed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る光学式検査装置は、光源から出力され
た光ビームを上記測定対象物に照射すると共に、前記検
査対象物による反射光を上記光ビームと同軸に集光する
対物レンズと、この対物レンズを介して集光された反射
光をビームスプリッタを介して前記光ビームの光路から
分離して受光する受光器と、前記対物レンズを介する光
ビームおよび反射光の前記検査対象物に対する実質的な
光路長を変化させる焦点調整手段とを備え、更に前記光
ビームを所定の向きに偏向して前記対物レンズを介する
光ビームの照射位置を変位させると共に、該照射位置か
らの反射光を上記対物レンズを介して集光して前記受光
器に導く2次元可動ミラーを備えたことを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, an optical inspection apparatus according to the present invention irradiates a light beam output from a light source to the object to be measured, and reflects a light beam reflected by the object to be inspected. An objective lens that condenses the light beam coaxially with the light beam, a light receiver that separates and receives reflected light condensed through the objective lens from an optical path of the light beam through a beam splitter, and the objective lens Focus adjusting means for changing a substantial optical path length of the light beam and the reflected light with respect to the inspection object through the objective lens, and further irradiates the light beam in a predetermined direction to irradiate the light beam through the objective lens. And a two-dimensional movable mirror that condenses reflected light from the irradiation position via the objective lens and guides the reflected light to the light receiver.

【0007】即ち、ビームスプリッタと対物レンズとを
結ぶ光ビームおよび反射光の光路中に、上記光ビームお
よび反射光を所定の向きに偏向することで該光ビームお
よび反射光の対物レンズにおける透過位置を変化させ、
これによって測定対象物に対する光ビームの照射位置、
およびその反射光の検出位置を光学的に変位させるよう
にしたことを特徴としている。
That is, by deflecting the light beam and the reflected light in a predetermined direction in the optical path of the light beam and the reflected light connecting the beam splitter and the objective lens, the transmission position of the light beam and the reflected light in the objective lens is obtained. To change
With this, the irradiation position of the light beam on the measurement object,
And the detection position of the reflected light is optically displaced.

【0008】本発明の好ましい態様としては、請求項2
に記載するように前記光源と焦点調整手段との間の光路
および前記受光器と焦点調整手段との間の光路をコリメ
ータ光学系をなして設け、また請求項3に記載するよう
に前記焦点調整手段としては、前記2次元可動ミラーの
手前に設けられた集光レンズを光軸方向に移動変位させ
るアクチュエータとして実現することを特徴としてい
る。
According to a preferred aspect of the present invention, claim 2 is provided.
An optical path between the light source and the focus adjusting means and an optical path between the light receiver and the focus adjusting means are provided as a collimator optical system, and the focus adjustment is performed as described in claim 3. The means is realized as an actuator for moving and displacing a condenser lens provided in front of the two-dimensional movable mirror in the optical axis direction.

【0009】即ち、2次元可動ミラーの手前に焦点調整
手段を設けることで、2次元可動ミラーおよび焦点調整
手段における集光レンズの小型化を図り、また2次元可
動ミラーを介する光ビームおよび反射光を絞ることで、
その小型化と駆動速度の高速化を図り、全体として測定
速度を向上させることを特徴としている。
That is, by providing the focus adjusting means in front of the two-dimensional movable mirror, the size of the condenser lens in the two-dimensional movable mirror and the focus adjusting means can be reduced, and the light beam and reflected light passing through the two-dimensional movable mirror can be reduced. By squeezing
It is characterized in that the size is reduced and the driving speed is increased, and the measuring speed is improved as a whole.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る光学式検査装置について説明する。図1
はこの実施形態に係る光学式検査装置の概略的な構成を
示しており、11は測定対象物に対向させて配置される
対物レンズである。この対物レンズ11としては、後述
するように光学的に偏向走査される光ビームの走査範囲
に相当する大径のものが用いられ、該検査装置の筐体部
に固定的に組み込まれる。しかして対物レンズ11の上
方には、該対物レンズ11の光学的中心を通り、45°
の傾きを持つ基準位置に姿勢制御された2次元ガルバノ
ミラー(2次元反射鏡)12が設けられている。このガ
ルバノミラー12は、図示しない2次元姿勢制御機構に
よりその光学的中心を支点として2次元的に傾き制御さ
れるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
1 shows a schematic configuration of an optical inspection apparatus according to this embodiment, and 11 denotes an objective lens arranged to face a measurement object. As the objective lens 11, a lens having a large diameter corresponding to a scanning range of a light beam which is optically deflected and scanned as described later is used, and is fixedly incorporated in a housing of the inspection apparatus. Thus, above the objective lens 11, passing through the optical center of the objective lens 11 and 45 °
A two-dimensional galvanomirror (two-dimensional reflecting mirror) 12 whose posture is controlled at a reference position having an inclination of. The galvanometer mirror 12 is two-dimensionally tilt-controlled with its optical center as a fulcrum by a two-dimensional attitude control mechanism (not shown).

【0011】一方、上記ガルバノミラー12の側方に
は、焦点調整手段13としての集光レンズ13aが配置
されている。この集光レンズ13aは、例えばリニアモ
ータや圧電振動子からなるアクチュエータ13bにより
支持されて、その光軸方向に移動変位自在に設けられて
いる。即ち、アクチュエータ13bは上記集光レンズ1
3aを光軸方向に変位させることで、前記ガルバノミラ
ー12を介する対物レンズ11と集光レンズ13aとの
距離を変化させ、これによって対物レンズ11を介して
測定対象物に対して照射する光、またその反射光を受光
する上での焦点位置を調整し、その実質的な光路長を変
化させる役割を担う。このような集光レンズ13aの焦
点位置調整により、図3に示した測定対象物に対する対
物レンズ2の焦点調整が等価的に実現される。
On the other hand, on the side of the galvanometer mirror 12, a condenser lens 13a as a focus adjusting means 13 is disposed. The condenser lens 13a is supported by an actuator 13b composed of, for example, a linear motor or a piezoelectric vibrator, and is provided to be movable and displaceable in the optical axis direction. That is, the actuator 13b is connected to the condenser lens 1
By displacing 3a in the direction of the optical axis, the distance between the objective lens 11 and the condenser lens 13a via the galvanometer mirror 12 is changed. Further, it has a role of adjusting a focal position for receiving the reflected light and changing its substantial optical path length. By adjusting the focal position of the condenser lens 13a, the focus adjustment of the objective lens 2 with respect to the measurement target shown in FIG. 3 is equivalently realized.

【0012】また前記集光レンズ13aの側方には前記
ガルバノミラー12を介して前記対物レンズ11を視野
するように、その光学的中心を合わせて1/4波長板1
4およびビームスプリッタ15が配置されている。具体
的には前記ガルバノミラー12が45°の傾きを持つ基
準位置に姿勢制御されているとき、前記対物レンズ11
の光学的中心軸と、上記1/4波長板14およびビーム
スプリッタ15がなす光学系の光学的中心軸とが前記ガ
ルバノミラー12の光学的中心位置にて直角に交わるよ
うな光学的配置で、前記1/4波長板14およびビーム
スプリッタ15が設けられている。
A quarter-wave plate 1 is positioned beside the condenser lens 13a with its optical center aligned so as to view the objective lens 11 via the galvanometer mirror 12.
4 and a beam splitter 15 are arranged. Specifically, when the position of the galvanomirror 12 is controlled to a reference position having an inclination of 45 °, the objective lens 11
And the optical center axis of the optical system formed by the 波長 wavelength plate 14 and the beam splitter 15 intersects at right angles at the optical center position of the galvanometer mirror 12, The quarter-wave plate 14 and the beam splitter 15 are provided.

【0013】しかして前記1/4波長板14およびビー
ムスプリッタ15がなす光学系の光学的中心軸の延長線
上には、前記対物レンズ11を介して測定対象物に照射
する光ビームを発生する投光系16が設けられている。
この投光系16は、半導体レーザ等のコヒーレントな光
ビームを出力する光源17と、この光源17から出力さ
れた光ビームを平行光束からなるスポット光に収束する
コリメータレンズ18と、上記スポット光の前記対物レ
ンズ11による非点収差を補償するための非点収差補正
レンズ19等を備えて構成される。このような投光系1
6から出力される光ビーム(スポット光)は、ビームス
プリッタ15から1/4波長板14、更に前記集光レン
ズ13aを介してガルバノミラー12に導かれ、該ガル
バノミラー12にて反射された後、対物レンズ11を介
して測定対象物に照射される。尚、前記コリメータレン
ズ18と前記集光レンズ13aとの間の光路はコリメー
タ光学系として構築されており、上記光ビームが平行光
束のまま導かれるようになっている。
On the extension of the optical center axis of the optical system formed by the quarter-wave plate 14 and the beam splitter 15, a light beam for irradiating the object to be measured through the objective lens 11 is generated. An optical system 16 is provided.
The light projecting system 16 includes a light source 17 that outputs a coherent light beam such as a semiconductor laser, a collimator lens 18 that converges the light beam output from the light source 17 into a spot light composed of a parallel light beam, An astigmatism correction lens 19 for compensating astigmatism caused by the objective lens 11 is provided. Such a floodlight system 1
The light beam (spot light) output from 6 is guided from the beam splitter 15 to the galvano mirror 12 via the quarter-wave plate 14 and the condensing lens 13a, and is reflected by the galvanomirror 12. The object to be measured is irradiated via the objective lens 11. The optical path between the collimator lens 18 and the condenser lens 13a is constructed as a collimator optical system, and the light beam is guided as a parallel light beam.

【0014】また前記ビームスプリッタ15により前記
対物レンズ11からの光路が分岐される反射光の出力端
側には受光系20が設けられている。この受光系20は
フォトトランジスタ等の受光器21と、前記ビームスプ
リッタ15により分岐された反射光を、アパーチャ(絞
り)22を介して前記受光面上に結像する結像レンズ2
3とを備えている。この結像レンズ23と前記集光レン
ズ13aとの間の光路もコリメータ光学系として構築さ
れている。
A light receiving system 20 is provided on the output end side of the reflected light from which the optical path from the objective lens 11 is branched by the beam splitter 15. The light receiving system 20 includes a light receiving device 21 such as a phototransistor, and an imaging lens 2 that forms an image of the reflected light branched by the beam splitter 15 on the light receiving surface via an aperture (aperture) 22.
3 is provided. The optical path between the imaging lens 23 and the condenser lens 13a is also constructed as a collimator optical system.

【0015】しかして測定対象物の高さの計測は、例え
ば受光器21による反射光の受光量を監視しながら、そ
の受光量が最大となるときの光学的条件、具体的にはア
クチュエータ13bによって変位駆動される集光レンズ
13aの位置を求めることによって達せられる。この集
光レンズ13aの位置情報は、例えばアクチュエータ1
3bを駆動する差動トランス(図示せず)の出力を検出
して、或いはアクチュエータ13bの移動量を監視する
エンコーダの出力として求められる。
The height of the object to be measured is measured, for example, by monitoring the amount of reflected light received by the light receiver 21 and monitoring the optical conditions when the amount of received light is maximized, specifically, by the actuator 13b. This is achieved by determining the position of the condenser lens 13a that is driven to be displaced. The position information of the condenser lens 13a is, for example, the actuator 1
The output is obtained by detecting the output of a differential transformer (not shown) for driving the actuator 3b, or as the output of an encoder for monitoring the amount of movement of the actuator 13b.

【0016】さて前述したガルバノミラー12は図1に
示すように角度調整されるもので、その傾きに応じて前
記集光レンズ13aと対物レンズ11との間の光軸、特
にガルバノミラー12と対物レンズ11との間の光軸
を、該対物レンズ11光学的中心軸から変位(偏向)さ
せる。しかして対物レンズ11の光学的中心軸から偏向
された光ビーム(反射光)は、その偏向の向きに応じて
対物レンズ11の光学的中心から変位した位置を透過し
て測定対象物に垂直に照射され、その反射光が逆の経路
を辿って集光される。即ち、ガルバノミラー12による
光ビーム(反射光)の光軸の偏向により、対物レンズ1
1を介して測定対象物に照射する光ビームの照射位置、
およびその反射光の検出位置が変位されることになる。
The angle of the galvanomirror 12 is adjusted as shown in FIG. 1. The optical axis between the condenser lens 13a and the objective lens 11, particularly the galvanomirror 12 and the objective The optical axis between the objective lens 11 and the lens 11 is displaced (deflected) from the optical center axis of the objective lens 11. Thus, the light beam (reflected light) deflected from the optical center axis of the objective lens 11 passes through a position displaced from the optical center of the objective lens 11 according to the direction of the deflection, and is perpendicular to the object to be measured. It is illuminated and its reflected light is collected along the reverse path. That is, the objective lens 1 is deflected by the deflection of the optical axis of the light beam (reflected light) by the galvanometer mirror 12.
The irradiation position of the light beam irradiating the object to be measured via 1;
And the detection position of the reflected light is displaced.

【0017】かくしてこのように構成された光学式検査
装置によれば、測定対象物に照射した光ビームの反射光
の受光器21に対する焦点(受光光路長)を変位させて
該測定対象物の高さを高精度に計測するに際し、対物レ
ンズ11に導かれる光ビーム、またその反射光をガルバ
ノミラー12を用いて光学的に偏向し、これによってそ
の計測位置を2次元的に変位させるので高速度な走査が
可能である。しかも対物レンズ11を介して光ビームを
照射可能な範囲であれば、測定対象物の任意の位置に素
早く光ビームを照射し、その反射光を検出することがで
きるので、測定対象物または検査装置を機械式の2軸走
査ステージに組み込んで測定部位を調整する必要がな
い。従って測定対象物の3次元的な形状計測を比較的短
時間(高速度)に高精度に実行することが可能となる。
According to the optical inspection apparatus thus configured, the focal point (light receiving optical path length) of the reflected light of the light beam irradiated on the object to be measured with respect to the light receiver 21 is displaced to increase the height of the object to be measured. When measuring the height with high precision, the light beam guided to the objective lens 11 and its reflected light are optically deflected by using the galvanometer mirror 12, thereby displacing the measurement position two-dimensionally. Scanning is possible. Moreover, as long as the light beam can be irradiated through the objective lens 11, an arbitrary position on the measurement object can be quickly irradiated with the light beam and its reflected light can be detected. Need not be incorporated into a mechanical two-axis scanning stage to adjust the measurement site. Therefore, it is possible to perform three-dimensional shape measurement of the measurement object with high accuracy in a relatively short time (high speed).

【0018】また上述した構成であれば、大径の対物レ
ンズ11を変位させる必要がなく、焦点調整手段13に
おける微小な集光レンズ13aを光軸方向に変位させる
だけでよいので、焦点を調整する上での上記集光レンズ
13aの移動に要するエネルギが小さくて良く、またア
クチュエータ13b自体も簡単に構成することができ
る。更にはガルバノミラー12に照射する光ビームの径
を小さくすることができるので、該ガルバノミラー12
の外径を小さくすることができ、その傾き調整に要する
駆動力も小さくすることができる。従ってガルバノミラ
ー12を高速に駆動することが可能となり、光ビームの
照射位置制御の高速化を図ることが可能となる。従って
測定精度を高精度に維持しながら、その測定部位を高速
に変化させることができる等の効果が奏せられる。
With the above-described configuration, it is not necessary to displace the large-diameter objective lens 11 and it is only necessary to displace the minute condenser lens 13a in the focus adjusting means 13 in the optical axis direction. The energy required for the movement of the condenser lens 13a during the operation can be small, and the actuator 13b itself can be simply configured. Further, since the diameter of the light beam irradiating the galvanomirror 12 can be reduced, the galvanomirror 12
Can be reduced, and the driving force required for the inclination adjustment can also be reduced. Therefore, the galvanomirror 12 can be driven at a high speed, and the control of the irradiation position of the light beam can be speeded up. Therefore, while maintaining the measurement accuracy at a high level, it is possible to obtain an effect that the measurement site can be changed at a high speed.

【0019】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば対物レンズ11の有効範囲内に
おいて光ビームを連続的に走査しながら各部位での高さ
を順次計測していくことも可能であるが、予め指定され
た測定部位だけをスポット的に計測することも可能であ
る。この場合には、例えば図2に示すように、上述した
構成の光学式検査装置を備えた筐体部にTVカメラ30
を一体に組み込み、予め画像として撮像入力した測定対
象物の情報から計測部位を特定し、その特定部位に対し
てのみ光ビームを照射するようにガルバノミラー12の
角度を調整するようにすれば良い。この際、前記筐体部
を1軸形の走査ステージ31に組み込んでおき、TVカ
メラ30による測定対象物の視野位置と、対物レンズ1
1による測定対象物の視野位置とが等しくなるように上
記筐体部を移動した上で、ガルバノミラー12の駆動制
御を行うようにすれば良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, it is possible to sequentially measure the height at each part while continuously scanning the light beam within the effective range of the objective lens 11, but only the measurement part specified in advance is spot-likely measured. It is also possible. In this case, for example, as shown in FIG. 2, the TV camera 30 is mounted on the housing provided with the optical inspection device having the above-described configuration.
And the angle of the galvanomirror 12 may be adjusted so that the measurement site is specified from the information of the measurement object captured and input as an image in advance, and the light beam is emitted only to the specific site. . At this time, the housing is assembled on a uniaxial scanning stage 31 so that the field of view of the object to be measured by the TV camera 30 and the objective lens 1
The drive control of the galvanomirror 12 may be performed after the casing is moved so that the visual field position of the measurement object by 1 becomes equal.

【0020】また実施形態では、ガルバノミラー12を
用いて光ビームの照射位置を2次元点に変位させたが、
簡易型のものにあってはガルバノミラー12による光ビ
ームの照射位置を1軸方向にだけ変位させるようにして
も良い。この場合には、その変位方向を、1軸形走査ス
テージ31による走査方向と交差(直交)する向きとす
れば良い。ちなみにこの場合には、2次元ガルバノミラ
ー12の1軸方向の変位量を固定的に与えるものと看做
すことができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。
In the embodiment, the irradiation position of the light beam is displaced to a two-dimensional point by using the galvanomirror 12.
In a simple type, the irradiation position of the light beam by the galvanometer mirror 12 may be displaced only in one axis direction. In this case, the direction of the displacement may be a direction that intersects (orthogonally) with the scanning direction of the uniaxial scanning stage 31. In this case, it can be considered that the displacement of the two-dimensional galvanomirror 12 in the one axis direction is fixedly given. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
物レンズを介して測定対象物に照射する光ビームの照射
位置、および光ビームの反射光の検出位置を、コリメー
タ光学系をなす光路上においてその光路を2次元反射鏡
(ガルバノミラー)を用いて偏向することにより光学的
に変位させるので、共焦点法による高精度な計測精度を
維持しながら、任意の位置における測定対象物の高さを
高速に測定することができる。しかも装置構成の簡素化
を図ることができる等の実用上多大なる効果が奏せられ
る。
As described above, according to the present invention, the irradiation position of the light beam irradiating the object to be measured via the objective lens and the detection position of the reflected light of the light beam are determined by the light forming the collimator optical system. Since the optical path is optically displaced by deflecting the optical path using a two-dimensional reflecting mirror (galvanometer mirror) on the road, the height of the object to be measured at an arbitrary position can be maintained while maintaining high measurement accuracy by the confocal method. Can be measured at high speed. Moreover, a great effect in practical use such as simplification of the device configuration can be obtained.

【0022】特に焦点調整手段としての集光レンズを2
次元可動ミラーの手前に設けて該集光レンズを光軸方向
に移動するようにし、この集光レンズと光源および受光
器との間の光路をコリメータ光学系としているので、2
次元可動ミラーの小型化を図り、その高速な傾き制御を
可能とする等の効果が奏せられる。
In particular, a condenser lens as focus adjusting means is provided with two lenses.
The converging lens is provided in front of the three-dimensional movable mirror to move the converging lens in the optical axis direction, and the optical path between the converging lens, the light source, and the light receiver is a collimator optical system.
Effects such as miniaturization of the three-dimensional movable mirror and enabling high-speed tilt control thereof can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る光学式検査装置の概
略的な構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】画像処理装置を組み込んで構成される光学式検
査装置の構成例を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an optical inspection apparatus configured by incorporating an image processing apparatus.

【図3】共焦点法による高さ計測の原理を説明する為の
図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of height measurement by a confocal method.

【図4】焦点位置の変化に伴う反射光の受光量変化を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a change in the amount of reflected light received with a change in a focal position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 対物レンズ 12 ガルバノミラー(2次元可動ミラー) 13 焦点調整手段 13a 集光レンズ 13b アクチュエータ 14 1/4波長板 15 ビームスプリッタ 16 投光系 17 光源(半導体レーザ) 18 コリメータレンズ 19 非点収差補正レンズ 20 受光系 21 受光器(フォトトランジスタ) 22 アパーチャ 23 結像レンズ(受光レンズ) 30 TVカメラ 31 1軸形走査ステージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Objective lens 12 Galvano mirror (two-dimensional movable mirror) 13 Focus adjustment means 13a Condensing lens 13b Actuator 14 Quarter-wave plate 15 Beam splitter 16 Projection system 17 Light source (semiconductor laser) 18 Collimator lens 19 Astigmatism correction lens Reference Signs List 20 light receiving system 21 light receiving device (phototransistor) 22 aperture 23 imaging lens (light receiving lens) 30 TV camera 31 uniaxial scanning stage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 H01L 21/66 J ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/66 H01L 21/66 J

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを出力する光源と、検査対象物
に対向配置されて上記光ビームを上記測定対象物に照射
すると共に、前記検査対象物による反射光を上記光ビー
ムと同軸に集光する対物レンズと、この対物レンズを介
して集光された反射光を前記光ビームの光路から分離す
るビームスプリッタと、このビームスプリッタを介して
分離された反射光を受光する受光器と、前記対物レンズ
を介する光ビームおよび反射光の前記検査対象物に対す
る実質的な光路長を変化させる焦点調整手段と、前記光
源から出力された光ビームを所定の向きに偏向して前記
対物レンズを介する光ビームの照射位置を変位させると
共に、該照射位置からの反射光を上記対物レンズを介し
て集光して前記受光器に導く2次元可動ミラーとを具備
したことを特徴とする光学式検査装置。
A light source for outputting a light beam; a light source arranged opposite to the inspection object to irradiate the measurement object with the light beam; and condensing light reflected by the inspection object coaxially with the light beam. An objective lens, a beam splitter for separating reflected light condensed via the objective lens from an optical path of the light beam, a light receiving device for receiving the reflected light separated via the beam splitter, Focus adjusting means for changing a substantial optical path length of the light beam and the reflected light with respect to the inspection object through the lens, and a light beam which deflects the light beam output from the light source in a predetermined direction and passes through the objective lens And a two-dimensional movable mirror for displacing the irradiation position of the light source, condensing the reflected light from the irradiation position via the objective lens, and guiding the reflected light to the light receiver. Optical inspection equipment.
【請求項2】 前記光源と前記焦点調整手段との間の光
路および前記受光器と前記焦点調整手段との間の光路は
コリメータ光学系をなして設けられることを特徴とする
請求項1に記載の光学式検査装置。
2. An optical path between the light source and the focus adjusting means and an optical path between the light receiver and the focus adjusting means are provided as a collimator optical system. Optical inspection equipment.
【請求項3】 前記焦点調整手段は、前記2次元可動ミ
ラーの手前に設けられた集光レンズを光軸方向に移動変
位させるアクチュエータからなることを特徴とする請求
項1に記載の光学式検査装置。
3. The optical inspection device according to claim 1, wherein the focus adjustment means comprises an actuator for moving and displacing a condenser lens provided in front of the two-dimensional movable mirror in an optical axis direction. apparatus.
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