JPH1194519A - Method and device for focusing - Google Patents
Method and device for focusingInfo
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検査時と同じ光学
系、同じセンサで焦点調整が可能な焦点調整方法間及び
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for focus adjustment which can perform focus adjustment using the same optical system and the same sensor as those used for inspection.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造装置において、ラインセンサ
を用いて光学系のフォ−カス位置を調整するようにする
ものが知られている。まず第１の方法としては、ライン
アンドスペ−スパタ−ンの最大値と最小値の差の大きさ
からフォ−カス位置を調整していた。2. Description of the Related Art There is known a semiconductor manufacturing apparatus in which a focus position of an optical system is adjusted using a line sensor. First, as a first method, the focus position is adjusted based on the magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value of the line and space pattern.
【０００３】まず、第２の方法としては、検査対象マス
クのエッジパタ−ンを用いて、その立ち上がりの鋭さで
フォ−カスの最適位置を調整していた。まず、第３の方
法としては、ピンホ−ルパタ−ンのプロファイルをセン
サで撮り込み、そのピ−クの値の大きさでフォ−カスの
最適の位置を調整していた。First, as a second method, the optimum position of the focus is adjusted by the sharpness of the rising edge using the edge pattern of the mask to be inspected. First, as a third method, the profile of the pinhole pattern is captured by a sensor, and the optimum position of the focus is adjusted by the magnitude of the peak value.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】まず第１の手法として
は、ラインアンドスペ−スパタ−ンは、特殊なパタ−ン
であるため焦点を合わせるのにフォ−カス調整用のマス
クを用意する。そして、従来のようにＣｒ膜のマスクだ
けなら各厚さ毎に用意すればよいが、膜の種類が複数あ
る場合は膜種類毎、厚さ毎にフォ−カス用マスクが必要
になりかなりの枚数になるという問題がある。First, as a first method, since the line and space pattern is a special pattern, a mask for focus adjustment is prepared for focusing. As in the conventional case, only a Cr film mask may be prepared for each thickness. However, when there are a plurality of film types, a focus mask is required for each film type and thickness, so that a considerable amount of mask is required. There is a problem that the number is increased.
【０００５】また、他の方法として各製品マスクにライ
ンアンドスペ−スパタ−ンを必ずいれることもできる
が、マスクに本来製品マスクには必要ない無駄なスペ−
スができるという問題があった。As another method, a line and space pattern can always be included in each product mask.
There was a problem that can be.
【０００６】さらに第２の手法としては、エッジの立上
がりの鋭さを計るには横方向の空間分解能が高い必要が
ある。検査時の最高倍率でも、通常のラインセンサでは
空間分解能が不十分で、十分なフォ−カス調整ができな
いという問題があった。Further, as a second technique, it is necessary to have a high horizontal spatial resolution in order to measure the sharpness of the rising edge. Even at the highest magnification at the time of inspection, there is a problem that the spatial resolution is insufficient with a normal line sensor, and sufficient focus adjustment cannot be performed.
【０００７】さらに、第３の手法としては、ピンホ−ル
パタ−ンのピ−ク値を検出するには、図４に示すように
ピンホ−ル１の中心とラインセンサ２の中心を位置合わ
せする必要がある。ピンホ−ル１中心とラインセンサ２
ａがずれると、焦点位置の変化による光量変化ａからｂ
に示すように小さくなり合焦点位置検出の精度が下が
る。また、ピンホ−ルは小さいため、ラインセンサと位
置合わせするのが困難であった。Further, as a third method, in order to detect the peak value of the pinhole pattern, the center of the pinhole 1 is aligned with the center of the line sensor 2 as shown in FIG. There is a need. Pinhole 1 center and line sensor 2
When a shifts, a changes in the amount of light a
As shown in (2), the focus position detection accuracy is reduced. Also, since the pinhole is small, it is difficult to align the pinhole with the line sensor.
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、複数のラインセンサを用いて製品マス
ク内のコンタクトホ−ル等の微小パタ−ンのプロジェク
ションのピ−ク値から合焦点位置を検出するようにした
焦点調整方法及び装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to obtain a peak value of a projection of a minute pattern such as a contact hole in a product mask using a plurality of line sensors. It is an object of the present invention to provide a focus adjustment method and apparatus for detecting a focus position.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる焦点調
整装置は、焦点を合わせる透光孔を有する対象物の一方
側に設けられた光源と、この光源から放射された光を上
記対象物上に集光させる第１の光学系と、上記対象物の
他方側に透過した光を集光する第２の光学系と、この第
２の光学系により光を検出する上記透光孔より幅の広い
複数のラインセンサと、この複数のラインセンサにより
検査される光の総量を記憶する画像メモリと、上記対象
物を第１の光学系の光軸に沿って移動させる焦点位置調
整手段と、上記焦点位置調整手段により上記対象物を第
１の光学系の光軸に沿って移動させる毎に上記複数のラ
インセンサにより検出される光の総量を検出し、光の総
量が極大となる合焦点位置を検出する制御手段とを具備
したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a focus adjusting apparatus comprising: a light source provided on one side of an object having a light-transmitting hole for focusing; and a light radiated from the light source. A first optical system for converging light on the upper side, a second optical system for condensing light transmitted to the other side of the object, and a width wider than the light transmitting hole for detecting light by the second optical system. A plurality of wide line sensors, an image memory storing a total amount of light inspected by the plurality of line sensors, a focus position adjusting means for moving the object along the optical axis of the first optical system, Each time the object is moved along the optical axis of the first optical system by the focus position adjusting means, the total amount of light detected by the plurality of line sensors is detected, and the focal point where the total amount of light is maximized And control means for detecting the position. That.
【００１０】請求項２に係わる焦点調整方法は、光を透
光孔を有する対象物の一方側から光を照射し、第１の光
学系によりその光を上記対象物上に集光させ、透光孔を
介して上記対象物の反対側に透過した光を複数のライン
センサで検出している焦点調整装置において、上記対象
物を上記第１の光学系の光軸に沿って移動させ上記複数
のラインセンサにより検出される光の総量を検出する光
量検出工程と、この光量検出工程により検出された光の
総量が極大となる上記対象物の位置を合焦点位置とする
合焦点位置判定工程とを具備したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a focus adjusting method, wherein light is irradiated from one side of an object having a light transmitting hole, and the light is condensed on the object by a first optical system. In a focus adjustment device that detects light transmitted to the opposite side of the object through a light hole with a plurality of line sensors, the object is moved along the optical axis of the first optical system, and A light amount detection step of detecting the total amount of light detected by the line sensor, and a focus position determination step of setting the position of the object at which the total amount of light detected by the light amount detection step is a maximum as a focus position. It is characterized by having.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図１は焦点調整装置であ
る。図１において、１１は微細パタ−ンが形成されたマ
スクである。このマスク１１の下側には、光源１２が配
置されている。マスク１１と光源１２との間には、レン
ズ１３が配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a focus adjustment device. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a mask on which a fine pattern is formed. A light source 12 is arranged below the mask 11. A lens 13 is provided between the mask 11 and the light source 12.
【００１２】ところで、マスク１１は焦点位置調整部１
４によりレンズ１３の光軸方向（矢印Ａ方向）に移動可
能である。このマスク１１には、図２のＣに示すような
透光孔としてのコンタクトホ−ルが形成されている。Incidentally, the mask 11 is provided with the focal position adjusting unit 1.
4 allows the lens 13 to move in the optical axis direction (arrow A direction). The mask 11 has a contact hole as a light transmitting hole as shown in FIG. 2C.
【００１３】また、マスク１１の上方には、レンズ１３
と光軸を同じにする集光用のレンズ１５が配置されてい
る。このレンズ１５は前述した焦点位置調整部１４によ
りその光軸方向に移動可能である。A lens 13 is provided above the mask 11.
A condensing lens 15 having the same optical axis as that of the lens is disposed. The lens 15 can be moved in the optical axis direction by the focus position adjusting unit 14 described above.
【００１４】そして、レンズ１５で集光された光はセン
サ回路１６に入射される。このセンサ回路１６は、複数
のラインセンサ１７1 〜１７n とその周辺回路により構
成される。これらラインセンサ１７1 〜１７n の幅Ｗ
は、コンタクトホ−ルＣの幅よりも広く構成されてい
る。The light condensed by the lens 15 enters the sensor circuit 16. The sensor circuit 16 is constituted by a plurality of line sensors 17 1 to 17 n and its peripheral circuits. The width W of these line sensors 17 1 to 17 n
Are wider than the width of the contact hole C.
【００１５】これら各ラインセンサ１７1 〜１７n は電
荷転送素子（ＣＣＤ）により構成されている。各ライン
センサ１７1 〜１７n にチャ−ジされた電荷は幅Ｗ方向
に転送される。Each of these line sensors 17 1 to 17 n is constituted by a charge transfer device (CCD). The electric charges charged to the line sensors 17 1 to 17 n are transferred in the width W direction.
【００１６】センサ回路１６の出力は画像処理装置１７
内の画像メモリ１７ｍに接続される。この画像処理装置
１７は画像メモリ１７ｍに記憶されている画像デ−タの
各種処理を行う。The output of the sensor circuit 16 is supplied to an image processing device 17.
It is connected to the image memory 17m inside. The image processing device 17 performs various processes on image data stored in the image memory 17m.
【００１７】この画像処理装置は制御部１８に接続され
る。この制御部１８はマイクロコンピュ−タ及びその周
辺回路により構成されている。この制御部１８はセンサ
光量比較部１８ａ及び合焦点位置比較部１８ｂを備えて
いる。This image processing device is connected to the control unit 18. The control unit 18 comprises a microcomputer and its peripheral circuits. The control unit 18 includes a sensor light amount comparison unit 18a and a focal point position comparison unit 18b.
【００１８】センサ光量比較部１８ａはラインセンサ１
７1 〜１７n にチャ−ジされた全光量を焦点位置を変化
させる毎に比較している。合焦点位置判定部１８ｂは、
ラインセンサ１７1 〜１７n にチャ−ジされた全光量が
最大となる位置を合焦点位置として判定する処理を行
う。The sensor light quantity comparing section 18a is a line sensor 1
7 1 to 17 n in Cha - compares the di and total light quantity was each time changing the focal position. The in-focus position determination unit 18b
Cha line sensor 17 1 to 17 n - total amount of light di performs the processing for judging a position of maximum as the focused position.
【００１９】制御部１８には前述した焦点位置調整部１
４が接続される。この焦点位置調整部１４は、前述した
合焦点位置判定部１８ｂにより合焦点位置と判定される
まで焦点位置調整部１４に制御信号ａを出力する。この
制御信号ａに応答して焦点位置調整部１４はマスク１１
をレンズ１３の光軸方向に沿って移動させる処理を行
う。The control unit 18 includes the focus position adjusting unit 1 described above.
4 are connected. The focus position adjustment unit 14 outputs the control signal a to the focus position adjustment unit 14 until the focus position determination unit 18b determines that the focus position is set. In response to this control signal a, the focal position adjusting unit 14
Is moved along the optical axis direction of the lens 13.
【００２０】次に、上記のように構成された本発明の一
実施の形態について説明する。図２のコンタクトホ−ル
Ｃを有するマスク１１の裏面より、光源１２の光を照射
する。この光はレンズ１３によりマスク１１上に集光さ
れる。Next, an embodiment of the present invention configured as described above will be described. Light from a light source 12 is irradiated from the back surface of the mask 11 having the contact hole C shown in FIG. This light is collected on the mask 11 by the lens 13.
【００２１】そして、その光のうちコンタクトホ−ルＣ
を介する光は、マスク１１の上方に放射され、レンズ１
５を介してセンサ回路１６に集光される。このセンサ回
路１６は図２に示すようにコンタクトホ−ルＣの幅より
も広い幅Ｗを有するラインセンサ１７1 〜１７n で構成
されている。The contact hole C of the light
Is emitted above the mask 11 and the lens 1
The light is condensed on the sensor circuit 16 through 5. As shown in FIG. 2, the sensor circuit 16 includes line sensors 17 1 to 17 n having a width W wider than the width of the contact hole C.
【００２２】そして、コンタクトホ−ルＣを通過した光
はこれらラインセンサ１７1 〜１７n で受光される。そ
して、各ラインセンサ１７1 〜１７n にチャ−ジされた
電荷は、幅Ｗ方向に転送されていく。[0022] Then, contact holes - the light passing through the Le C is received by these line sensors 17 1 to 17 n. The tea in the line sensors 17 1 to 17 n - di charges are gradually being transferred to the width W direction.
【００２３】そして、ラインセンサ１７1 〜１７n のす
べてにチャ−ジされた電荷は画像メモリ１７ｍに記憶さ
れる。ここで、図２のプロジェクション値Ａはラインセ
ンサ１７1 〜１７n のＸ軸方向に対するラインセンサ１
７1 〜１７n で受光された総光量を示す。つまり、コン
タクトホ−ルＣの位置では透過光が多いため、総光量が
ピ−ク値ｐ１に達していることを意味している。Then, the charges charged to all of the line sensors 17 1 to 17 n are stored in the image memory 17m. Here, the projection value A line sensor 1 with respect to the X-axis direction of the line sensor 17 1 to 17 n of FIG. 2
Shows the total amount of light received by 7 1 to 17 n. That is, since the amount of transmitted light is large at the position of the contact hole C, it means that the total amount of light has reached the peak value p1.
【００２４】この総光量のピ−ク値ｐ１は画像処理装置
１７の画像メモリ１７ｍに記憶される。この画像メモリ
１７ｍに記憶されているピ−ク値ｐ１はセンサ光量比較
部１８ａに送られて、前回の焦点位置でのピ−ク値とが
比較される。The peak value p1 of the total light quantity is stored in the image memory 17m of the image processing device 17. The peak value p1 stored in the image memory 17m is sent to the sensor light quantity comparing section 18a, and is compared with the peak value at the previous focal position.
【００２５】そして、合焦点位置判定部１８ｂにおいて
ピ−ク値の軌跡がピ−クに達したかを検出することによ
り、マスク１１の位置が合焦点位置に達したかを判定し
ている。Then, by detecting whether or not the locus of the peak value has reached the peak in the in-focus position determination section 18b, it is determined whether or not the position of the mask 11 has reached the in-focus position.
【００２６】そして、合焦点位置判定部１８ｂにより、
ピ−ク値の軌跡がピ−クに達していないと判定された場
合には、焦点位置調整部１４に制御信号ａが出力され、
マスク１１の位置がレンズ１３の光軸方向に沿ってずら
される。Then, the in-focus position judging unit 18b
When it is determined that the locus of the peak value does not reach the peak, the control signal a is output to the focal position adjusting unit 14, and
The position of the mask 11 is shifted along the optical axis direction of the lens 13.
【００２７】このように、マスク１１の位置がずらされ
てから、再度センサ回路１６において、総光量ｐ２が検
出される。そして、この総光量のピ−ク値ｐ２は画像処
理装置１７の画像メモリ１７ｍに記憶される。そして、
この画像メモリ１７ｍに記憶されているピ−ク値ｐ２は
センサ光量比較部１８ａに送られて、前回の焦点位置で
のピ−ク値ｐ１とが比較される。具体的には、前回のピ
−ク値ｐ１より増加しているかが判定される。After the position of the mask 11 is shifted in this way, the sensor circuit 16 detects the total light amount p2 again. Then, the peak value p2 of the total light amount is stored in the image memory 17m of the image processing device 17. And
The peak value p2 stored in the image memory 17m is sent to the sensor light quantity comparing unit 18a, and is compared with the peak value p1 at the previous focal position. Specifically, it is determined whether the peak value p1 has increased from the previous peak value p1.
【００２８】そして、合焦点位置判定部１８ｂにより、
ピ−ク値ｐ２が極大値に達しているかが判定される。こ
のピ−ク値ｐ２が極大値に達していないと判定された場
合には、合焦点位置判定部１８ｂから焦点位置調整部１
４に制御信号ａが出力され、マスク１１の位置がレンズ
１３の光軸方向に沿ってずらされる。Then, the in-focus position judging section 18b
It is determined whether the peak value p2 has reached the maximum value. If it is determined that the peak value p2 has not reached the maximum value, the focus position determining unit 18b determines whether the peak value p2 has reached the maximum value.
4, the control signal a is output, and the position of the mask 11 is shifted along the optical axis direction of the lens 13.
【００２９】以下、同様の処理が繰り返し、総光量が極
大となるＢ点が求められる。この時のマスク１１のレン
ズ１３の光軸方向に沿った位置が合焦点位置とされる。
このように、ラインセンサ１７1 〜１７n の幅は、コン
タクトホ−ルＣの幅よりも広いので、ラインセンサ１７
1 〜１７n の位置が１７ｘから１７ｙに多少ずれても、
プロジェクション値Ａは変化することはない。つまり、
合焦点位置の調整に影響を及ぼすことはない。Thereafter, the same processing is repeated, and a point B at which the total light amount becomes maximum is obtained. At this time, the position of the mask 11 along the optical axis direction of the lens 13 is set as the focal point position.
As described above, the width of the line sensors 17 1 to 17 n is wider than the width of the contact hole C,
Even if the positions of 1 to 17 n are slightly shifted from 17x to 17y,
The projection value A does not change. That is,
It does not affect the adjustment of the focus position.
【００３０】なお、例えば大、中、小の３つのコンタク
トホ−ルを開けておき、当初のコンタクトホ−ルでは良
好に検出ができない場合に、他のホ−ルを適宜選択して
用いるようにしても良い。It is to be noted that, for example, three contact holes, large, medium, and small, are opened, and if the initial contact hole cannot detect the contact hole properly, another hole is appropriately selected and used. You may do it.
【００３１】[0031]
【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によれば、検
査時と同じ光学系、同じセンサでフォ−カス調整が可能
で、しかもセンサの位置が多少ずれたとしても確実にフ
ォ−カス調整を行うことができる。According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to adjust the focus with the same optical system and the same sensor as during the inspection, and to surely focus even if the position of the sensor is slightly shifted. Adjustments can be made.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施の形態に係わる焦点調整装置の
構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a focus adjustment device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施の形態に係わる焦点位置と総光量との関
係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a focal position and a total light amount according to the embodiment.
【図３】ラインセンサの位置をずらした場合でもプロジ
ェクション値が変化しないことを説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining that a projection value does not change even when the position of a line sensor is shifted.
【図４】従来の焦点調整方法を説明するための図。FIG. 4 is a view for explaining a conventional focus adjustment method.
１１…マスク、 １２…光源、 １３…レンズ、 １４…焦点位置調整部、 １５…レンズ、 １６…センサ回路、 １７1 〜１７n …ラインセンサ。11: mask, 12: light source, 13: lens, 14: focal position adjusting unit, 15: lens, 16: sensor circuit, 17 1 to 17 n : line sensor.
Claims (2)
一方側に設けられた光源と、 この光源から放射された光を上記対象物上に集光させる
第１の光学系と、 上記対象物の他方側に透過した光を集光する第２の光学
系と、 この第２の光学系により光を検出する上記透光孔より幅
の広い複数のラインセンサと、 この複数のラインセンサにより検査される光の総量を記
憶する画像メモリと、 上記対象物を第１の光学系の光軸に沿って移動させる焦
点位置調整手段と、 上記焦点位置調整手段により上記対象物を第１の光学系
の光軸に沿って移動させる毎に上記複数のラインセンサ
により検出される光の総量を検出し、光の総量が極大と
なる合焦点位置を検出する制御手段とを具備したことを
特徴とする焦点調整装置。A light source provided on one side of an object having a light-transmitting hole for focusing; a first optical system for condensing light emitted from the light source on the object; A second optical system for condensing light transmitted to the other side of the object, a plurality of line sensors wider than the light transmitting hole for detecting light by the second optical system, and a plurality of line sensors An image memory for storing the total amount of light to be inspected; a focus position adjusting means for moving the object along the optical axis of the first optical system; Control means for detecting the total amount of light detected by the plurality of line sensors each time the lens is moved along the optical axis of the system, and detecting a focal point position at which the total amount of light is maximized. Focus adjustment device.
光を照射し、第１の光学系によりその光を上記対象物上
に集光させ、透光孔を介して上記対象物の反対側に透過
した光を複数のラインセンサで検出している焦点調整装
置において、 上記対象物を上記第１の光学系の光軸に沿って移動させ
上記複数のラインセンサにより検出される光の総量を検
出する光量検出工程と、 この光量検出工程により検出された光の総量が極大とな
る上記対象物の位置を合焦点位置とする合焦点位置判定
工程とを具備したことを特徴とする焦点調整方法。2. An object having a light transmitting hole is irradiated with light from one side, and the light is condensed on the object by a first optical system, and the object is transmitted through the light transmitting hole. A focus adjustment device that detects light transmitted to the opposite side by a plurality of line sensors, wherein the object is moved along the optical axis of the first optical system, and the light detected by the plurality of line sensors is moved. And a focus position determining step of setting a position of the object at which the total amount of light detected in the light amount detection step is a maximum as a focal point position. Focus adjustment method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25684897A JPH1194519A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Method and device for focusing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25684897A JPH1194519A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Method and device for focusing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194519A true JPH1194519A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=17298260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25684897A Pending JPH1194519A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Method and device for focusing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1194519A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017096700A (en) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 日新製鋼株式会社 | Defocus detection method of micro through hole inspection device and defocus detection method |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP25684897A patent/JPH1194519A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017096700A (en) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 日新製鋼株式会社 | Defocus detection method of micro through hole inspection device and defocus detection method |
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