JPH0823484B2 - 二次元の対象物を整向、検査及び／または測定するための装置 - Google Patents
二次元の対象物を整向、検査及び／または測定するための装置Info
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- JPH0823484B2 JPH0823484B2 JP61501826A JP50182686A JPH0823484B2 JP H0823484 B2 JPH0823484 B2 JP H0823484B2 JP 61501826 A JP61501826 A JP 61501826A JP 50182686 A JP50182686 A JP 50182686A JP H0823484 B2 JPH0823484 B2 JP H0823484B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、互いに垂直に延びている少なくとも２つの
座標方向に移動可能な測定機械台の上にある二次元的な
対象物を整向、検査及び／または測定し、それぞれの座
標方向での光点による走査により対象物の位置をそれぞ
れの座標方向において検知するための装置に関するもの
である。
座標方向に移動可能な測定機械台の上にある二次元的な
対象物を整向、検査及び／または測定し、それぞれの座
標方向での光点による走査により対象物の位置をそれぞ
れの座標方向において検知するための装置に関するもの
である。
この種の装置は、マスクまたはウェーハーの構造を検
知、整向、検査及び／または測定するために使用され
る。
知、整向、検査及び／または測定するために使用され
る。
ドイツ特許公開第3305014号公報からは、基準マーク
のオーバーラップ誤差または微構造を検出するための方
法と装置が知られている。この方法及び装置を用いて、
半導体技術の立場から被測定物を光電的に検査すること
ができる。この場合、２つの像チャンネルをもった光学
的な像比較器が使用される。２つの像チャンネルは波長
が異なる光によって照明され、オーバーラップした１つ
の像を生じさせる。この像は測定スリットの面に伝えら
れ、測定スリットに対して相対的に移動せしめられる。
測定スリットを通りぬけた光は、セレクティブミラーに
よってある一定の波長の光エネルギー成分に分解され、
帯域フィルターを介して受光器に送られる。受光器に
は、オーバーラップ誤差を検出するための評価ユニット
が接続されている。
のオーバーラップ誤差または微構造を検出するための方
法と装置が知られている。この方法及び装置を用いて、
半導体技術の立場から被測定物を光電的に検査すること
ができる。この場合、２つの像チャンネルをもった光学
的な像比較器が使用される。２つの像チャンネルは波長
が異なる光によって照明され、オーバーラップした１つ
の像を生じさせる。この像は測定スリットの面に伝えら
れ、測定スリットに対して相対的に移動せしめられる。
測定スリットを通りぬけた光は、セレクティブミラーに
よってある一定の波長の光エネルギー成分に分解され、
帯域フィルターを介して受光器に送られる。受光器に
は、オーバーラップ誤差を検出するための評価ユニット
が接続されている。
しかしながら、２チャンネル式像比較器を備えた測定
装置は構造が複雑で、絶対測定には適していない。
装置は構造が複雑で、絶対測定には適していない。
本発明の目的は、構造が簡潔で、測定／検査の分野に
多面的に使用できるような装置を提供することである。
多面的に使用できるような装置を提供することである。
上記の目的は、第１発明によれば、 （ａ）それぞれの座標方向に１つずつ設けられ、交互に
通電される光源と光学的結像要素とを有する照明装置に
して、光源を共通の中間像面に結像させるための少なく
とも１つの集光系と、２つの光束を共通の光路へ集め、
その際２つの光束を偏光させる光学的手段とを付設した
照明装置と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素であって、１つの方向においてのみ位置可変な光
学的要素と、 （ｃ）光学的要素に接続され、それぞれの光束の変位を
検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏光させるた
めの光学的光束分割要素であって、光源の一方の像を、
それに関係づけられる座標方向に応じてルーフエッジプ
リズムを用いて90゜回転させる光学的光束分割要素と、 （ｅ）両光源の像を対象物に結像させるための結像系
と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系と、 を有していることによって達成される。
通電される光源と光学的結像要素とを有する照明装置に
して、光源を共通の中間像面に結像させるための少なく
とも１つの集光系と、２つの光束を共通の光路へ集め、
その際２つの光束を偏光させる光学的手段とを付設した
照明装置と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素であって、１つの方向においてのみ位置可変な光
学的要素と、 （ｃ）光学的要素に接続され、それぞれの光束の変位を
検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏光させるた
めの光学的光束分割要素であって、光源の一方の像を、
それに関係づけられる座標方向に応じてルーフエッジプ
リズムを用いて90゜回転させる光学的光束分割要素と、 （ｅ）両光源の像を対象物に結像させるための結像系
と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系と、 を有していることによって達成される。
また、第２発明によれば、 （ａ）照明装置を備えた偏光光源であって、照明装置
が、光束の偏光方向を座標軸に応じて変更させるカーセ
ルと、偏光光源を中間像面に結合させるための少なくと
も１つの集光系とを有している偏光光源と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素であって、１つの方向においてのみ位置可変な光
学的要素と、 （ｃ）光学的要素に接続され、それぞれの光束の変位を
検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏向させるた
めの光学的光束分割要素であって、１つの偏光方向にた
いする偏光光源の像を、それに関係づけられる座標方向
に応じてルーフエッジプリズムを用いて90゜回転させる
光学的光束分割要素と、 （ｅ）偏光光源の像を対象物に結像させるための結像系
と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系と、 を有していることによって達成される。
が、光束の偏光方向を座標軸に応じて変更させるカーセ
ルと、偏光光源を中間像面に結合させるための少なくと
も１つの集光系とを有している偏光光源と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素であって、１つの方向においてのみ位置可変な光
学的要素と、 （ｃ）光学的要素に接続され、それぞれの光束の変位を
検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏向させるた
めの光学的光束分割要素であって、１つの偏光方向にた
いする偏光光源の像を、それに関係づけられる座標方向
に応じてルーフエッジプリズムを用いて90゜回転させる
光学的光束分割要素と、 （ｅ）偏光光源の像を対象物に結像させるための結像系
と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系と、 を有していることによって達成される。
本発明の他の有利な構成は、実施態様項に開示されて
いる。
いる。
添付の図面は、本発明のいくつかの実施例を図式的に
示したもので、次にこれらの図面を用いて本発明を詳細
に説明する。
示したもので、次にこれらの図面を用いて本発明を詳細
に説明する。
第１図は 入射光によって作動する本発明による装置
を照明装置の各座標軸方向で示した図、 第２図は 入射光によって作動する比較装置として使
用するための本発明による装置の他の実施例を示す図、 第３図は 鏡面の平面性を検査し、装置内に組み込ま
れたミラーの平坦性を検出するため、基準凹面鏡と組合
せた本発明による装置を示す図、 第４図は 基準凹面鏡を備えた２座標軸測定台の図式
図、 である。
を照明装置の各座標軸方向で示した図、 第２図は 入射光によって作動する比較装置として使
用するための本発明による装置の他の実施例を示す図、 第３図は 鏡面の平面性を検査し、装置内に組み込ま
れたミラーの平坦性を検出するため、基準凹面鏡と組合
せた本発明による装置を示す図、 第４図は 基準凹面鏡を備えた２座標軸測定台の図式
図、 である。
マスクまたはウェーハーを測定する場合、整向、検査
または測定されるべき構造物を介して像がレーザーダイ
オードに案内されることは知られている。これによっ
て、正確なエッジ状態を検出するためのエッジ関数が得
られる。
または測定されるべき構造物を介して像がレーザーダイ
オードに案内されることは知られている。これによっ
て、正確なエッジ状態を検出するためのエッジ関数が得
られる。
第１図に図示した本発明による装置では、ｘ座標方向
或いはｙ座標方向ごとに例えば平行光線を発する照明装
置１或いは２が設けられている。これらの照明装置は、
それぞれレーザーダイオード３或いは４と対物レンズ５
或いは６から構成されている。
或いはｙ座標方向ごとに例えば平行光線を発する照明装
置１或いは２が設けられている。これらの照明装置は、
それぞれレーザーダイオード３或いは４と対物レンズ５
或いは６から構成されている。
各座標方向に設けられた筒レンズ７或いは８は、ビー
ムスプリッター六面体９を介して照明装置1,2からの光
点を中間像面10に結像させる。ビームスプリッター六面
体９と中間像面10の間の結像経路には、装置の光軸11に
対して垂直な軸12の回りに旋回可能な平行平面板13が配
置されている。平行平面板13によって、中間像面10に生
じる光点が光軸11に対して垂直にずらされる。平行平面
板13の旋回運動は、図示していない角度ステップ検知器
によって検知される。この旋回運動量の電気的な値は、
図示していないコンピュータのメモリに記憶される。
ムスプリッター六面体９を介して照明装置1,2からの光
点を中間像面10に結像させる。ビームスプリッター六面
体９と中間像面10の間の結像経路には、装置の光軸11に
対して垂直な軸12の回りに旋回可能な平行平面板13が配
置されている。平行平面板13によって、中間像面10に生
じる光点が光軸11に対して垂直にずらされる。平行平面
板13の旋回運動は、図示していない角度ステップ検知器
によって検知される。この旋回運動量の電気的な値は、
図示していないコンピュータのメモリに記憶される。
平行平面板13の代わりに、照明装置1,2から生じる光
点を光軸に対して垂直にずらすことができる旋回ミラー
または円板レンズを使用できることは、当業者にとって
明らかなことである。円板レンズを使用する場合には、
運動を検知する角度ステップ検知器の位置に高解像度の
長さステップ検知器を設けることができる。
点を光軸に対して垂直にずらすことができる旋回ミラー
または円板レンズを使用できることは、当業者にとって
明らかなことである。円板レンズを使用する場合には、
運動を検知する角度ステップ検知器の位置に高解像度の
長さステップ検知器を設けることができる。
共通の光路内にある両測定光束を偏光させるため、ビ
ームスプリッター六面体９の分割面は、照明装置1,2か
ら発せられる単色光から、互いに直角方向に振動する二
つの直線偏光成分を持つ偏光を生じさせる。
ームスプリッター六面体９の分割面は、照明装置1,2か
ら発せられる単色光から、互いに直角方向に振動する二
つの直線偏光成分を持つ偏光を生じさせる。
それぞれの光束を偏光方向に応じて偏向させるための
光学的光束分割要素としての分割プリズム16は検光子と
して作用し、両分割光路をその振動方向に応じてプリズ
ム14或いは15に導く。本来の分割プリズムとプリズム14
或いは15との間には二重屈折手段が設けられている。光
が二重屈折手段を２回通過するとその振動方向が90゜回
転し、その結果両光束は中間像面10の方向に出射するこ
とができる。
光学的光束分割要素としての分割プリズム16は検光子と
して作用し、両分割光路をその振動方向に応じてプリズ
ム14或いは15に導く。本来の分割プリズムとプリズム14
或いは15との間には二重屈折手段が設けられている。光
が二重屈折手段を２回通過するとその振動方向が90゜回
転し、その結果両光束は中間像面10の方向に出射するこ
とができる。
プリズム15のルーフエッジは、図面の面に対して45゜
ずれている。分割プリズム16のこのような形状によっ
て、照明装置1,2から出てビームスプリッター六面体９
により光路内を一緒に案内される光束を、これらの光束
に関係付けられる座標方向に偏向させることができる。
即ち、互いに90゜回転された光点の２つの像を中間像面
10に生じさせることができる。これらの像は、平行平面
板13を旋回させると、これらの像に関係付けられる座標
の方向に移動する。
ずれている。分割プリズム16のこのような形状によっ
て、照明装置1,2から出てビームスプリッター六面体９
により光路内を一緒に案内される光束を、これらの光束
に関係付けられる座標方向に偏向させることができる。
即ち、互いに90゜回転された光点の２つの像を中間像面
10に生じさせることができる。これらの像は、平行平面
板13を旋回させると、これらの像に関係付けられる座標
の方向に移動する。
プリズム14の反射面は、ルーフエッジまたは平らな鏡
面として実施することができる。
面として実施することができる。
レーザーダイオード3,4から放射された光の方向に見
て中間像面10の後方には視野レンズ17が設けられてい
る。視野レンズ17は、他の筒レンズ18とともに、２つの
分割面を具備しているスプリッター19とスプリッター六
面体20とを介して対物レンズ5,6の出射瞳をわずかに小
さくさせて結像系21の入射瞳に結像させる。結像系21
は、それぞれの座標方向に関係付けられる光点を、測定
機械の台22上にある測定または検査対象物（図示せず）
に投光させる。
て中間像面10の後方には視野レンズ17が設けられてい
る。視野レンズ17は、他の筒レンズ18とともに、２つの
分割面を具備しているスプリッター19とスプリッター六
面体20とを介して対物レンズ5,6の出射瞳をわずかに小
さくさせて結像系21の入射瞳に結像させる。結像系21
は、それぞれの座標方向に関係付けられる光点を、測定
機械の台22上にある測定または検査対象物（図示せず）
に投光させる。
対物レンズ5,6の出射瞳をわずかに小さくさせること
によって、平行平面体13を旋回させた場合（この旋回に
より旋回経路に対応した瞳像のずれも生じる）、結像系
21の入射瞳でのぼけが生じなくなる。
によって、平行平面体13を旋回させた場合（この旋回に
より旋回経路に対応した瞳像のずれも生じる）、結像系
21の入射瞳でのぼけが生じなくなる。
対象物を反射した光束は、スプリッター六面体20（そ
の分離層は、二色性特性のゆえに優れた透過効率を有し
ている）によって２つの光束に分割され、そのうち１つ
の光束はレンズ23を介して接眼レンズに供給される。接
眼レンズの代わりにTVカメラまたはCCDカメラを取付け
ることも可能である。
の分離層は、二色性特性のゆえに優れた透過効率を有し
ている）によって２つの光束に分割され、そのうち１つ
の光束はレンズ23を介して接眼レンズに供給される。接
眼レンズの代わりにTVカメラまたはCCDカメラを取付け
ることも可能である。
他の光束は、ビームスプリッター六面体20の分離層に
よってスプリッター19に戻される。スプリッター19の第
１の分離層は、光束部分を絞り24と集光レンズ25とを介
して差動受光器26に供給する。差動受光器26の出力信号
は、対象物への結像系21のフォーカシングを自動的に調
整する。
よってスプリッター19に戻される。スプリッター19の第
１の分離層は、光束部分を絞り24と集光レンズ25とを介
して差動受光器26に供給する。差動受光器26の出力信号
は、対象物への結像系21のフォーカシングを自動的に調
整する。
スプリッター19の第２の分離層は、他の光束部分を集
光レンズ27を介して光電式受光器28に導く。光電式受光
器28のはたらきに関しては後述する。
光レンズ27を介して光電式受光器28に導く。光電式受光
器28のはたらきに関しては後述する。
スプリッター六面体20と結像系21との間には半透過ミ
ラー29が配置されている。半透過ミラー29は、視覚によ
る観察またはTV観察の場合、図示していない入射光照明
装置からの光を反射させるために用いられる。
ラー29が配置されている。半透過ミラー29は、視覚によ
る観察またはTV観察の場合、図示していない入射光照明
装置からの光を反射させるために用いられる。
１つの座標方向における測定は次のようにして行なわ
れる。
れる。
照明装置１をオンにすると、該照明装置の対物レンズ
５は、レーザーダイオード３の光束から１つの光点を無
限に投光する。筒レンズ５はこの光点を受けて、中間像
面10に結像させる。この場合光点は、旋回可能な平行平
面板13を介して且つスプリッタープリズム16を通って案
内され、そして視野レンズ17と筒レンズ18とスプリッタ
ー19と結像系20とを介して測定機械の台22に達し、図示
していない対象物に結像させられる。
５は、レーザーダイオード３の光束から１つの光点を無
限に投光する。筒レンズ５はこの光点を受けて、中間像
面10に結像させる。この場合光点は、旋回可能な平行平
面板13を介して且つスプリッタープリズム16を通って案
内され、そして視野レンズ17と筒レンズ18とスプリッタ
ー19と結像系20とを介して測定機械の台22に達し、図示
していない対象物に結像させられる。
すでに述べたように、平行平面板13の旋回とスプリッ
タープリズム16とにより、光点は光軸に対して垂直に且
つ対象物の構造に関するそれぞれの座標方向に案内され
る。対象物によって反射され、走査によって対象物の構
造のエッジ関数に関する情報を含んでいる光点は、すで
に述べたように、光電式受光器28に供給され、該光電式
受光器28によって電気信号に変換される。これらの信号
はコンピュータに記憶され、平行平面板13の角度位置に
依存して補正直線を算出した後エッジの状態を検出する
ために用いられる。
タープリズム16とにより、光点は光軸に対して垂直に且
つ対象物の構造に関するそれぞれの座標方向に案内され
る。対象物によって反射され、走査によって対象物の構
造のエッジ関数に関する情報を含んでいる光点は、すで
に述べたように、光電式受光器28に供給され、該光電式
受光器28によって電気信号に変換される。これらの信号
はコンピュータに記憶され、平行平面板13の角度位置に
依存して補正直線を算出した後エッジの状態を検出する
ために用いられる。
他の座標方向における測定も同様に行なわれる。ただ
この場合照明装置２がオンされ、対象物に至る経路上の
スプリッタープリズム16内で他の角度を占める。即ちル
ーフエッジプリズム15を介して、他の光点に対して90゜
方向をずらされる。
この場合照明装置２がオンされ、対象物に至る経路上の
スプリッタープリズム16内で他の角度を占める。即ちル
ーフエッジプリズム15を介して、他の光点に対して90゜
方向をずらされる。
結像系21を対象物に対して自動的にフォーカシングす
る（光点を鮮明に結像させる）ことは、測定の精度の上
で重要な条件である。従ってフォーカシングは非常に正
確でなければならない。それ故スプリッター19から派生
した“オートフォーカス”光路内にある絞り24は、光路
の半分を蔽うように構成されている。対象物に結像系21
をフォーカシングする（対象物に光点を鮮明に結像させ
る）場合、光点の像は常に差動受光器26の分離スリット
に投射される。分離スリットは、“0"信号を発すること
によって正確なフォーカシングを信号化する。
る（光点を鮮明に結像させる）ことは、測定の精度の上
で重要な条件である。従ってフォーカシングは非常に正
確でなければならない。それ故スプリッター19から派生
した“オートフォーカス”光路内にある絞り24は、光路
の半分を蔽うように構成されている。対象物に結像系21
をフォーカシングする（対象物に光点を鮮明に結像させ
る）場合、光点の像は常に差動受光器26の分離スリット
に投射される。分離スリットは、“0"信号を発すること
によって正確なフォーカシングを信号化する。
平行平面板13によって生じる走査運動は、差動受光器
26の分離スリットに対して平行に延びていなければなら
ない。そうでないと、平行平面板13を“0"位置で位置固
定するような、即ち“0"点のまわりでの一様な揺動を保
証するような装置が必要になる。
26の分離スリットに対して平行に延びていなければなら
ない。そうでないと、平行平面板13を“0"位置で位置固
定するような、即ち“0"点のまわりでの一様な揺動を保
証するような装置が必要になる。
ｘ方向とｙ方向とにフォーカシングする場合には、差
動受光器26が、光点の振動方向に応じてそれぞれ２つの
受光面が組み合わされている４四辺形受光器であるのが
合目的である。
動受光器26が、光点の振動方向に応じてそれぞれ２つの
受光面が組み合わされている４四辺形受光器であるのが
合目的である。
フォーカシングする場合、照明装置1,2のレーザーダ
イオード3,4をパルス化すると、通常の対象物照明に起
因した等光束を排除することができる。
イオード3,4をパルス化すると、通常の対象物照明に起
因した等光束を排除することができる。
レーザーダイオードが加熱することによって、光点が
軸方向及び半径方向にずれることがある。測定中に光点
が半径方向にずれると測定誤差が生じ、軸方向にずれる
と、特に走査運動の終了間近で測定誤差が生じるような
倍率変化の原因になる。従ってレーザーダイオード3,4
の“状態”を監視することが必要である。この種の監視
は、遮蔽物に切り換え可能な絞り31と接続している差動
受光器30によって行なわれる。差動受光器30と絞り31と
は、スプリッター六面体９によって分岐した光路32に配
置されている。
軸方向及び半径方向にずれることがある。測定中に光点
が半径方向にずれると測定誤差が生じ、軸方向にずれる
と、特に走査運動の終了間近で測定誤差が生じるような
倍率変化の原因になる。従ってレーザーダイオード3,4
の“状態”を監視することが必要である。この種の監視
は、遮蔽物に切り換え可能な絞り31と接続している差動
受光器30によって行なわれる。差動受光器30と絞り31と
は、スプリッター六面体９によって分岐した光路32に配
置されている。
レーザーダイオード3,4の１つが軸方向及び半径方向
にずれると、差動受光器30の１つの受光面は他の受光面
よりも強く光を受ける。レーザーダイオード3,4が測定
中に半径方向に偏心した場合、絞り31を遮蔽すれば受光
面への光放射は変化しない。しかしながら、レーザーダ
イオードが軸方向にずれ絞り31が遮蔽されると、より強
い或いはより弱い放射が１つの受光面から他の受光面へ
移動する。
にずれると、差動受光器30の１つの受光面は他の受光面
よりも強く光を受ける。レーザーダイオード3,4が測定
中に半径方向に偏心した場合、絞り31を遮蔽すれば受光
面への光放射は変化しない。しかしながら、レーザーダ
イオードが軸方向にずれ絞り31が遮蔽されると、より強
い或いはより弱い放射が１つの受光面から他の受光面へ
移動する。
倍率変化を修正（フォーカス）するため、対物レンズ
２と筒レンズとを軸方向に位置調整することができる。
しかしながら対物レンズ5,6の代わりに筒レンズ7,8を位
置調整するのが有利である。即ち倍率を二乗することに
よってより大きな調整経路が得られる。この調整経路
は、位置調整手段に対する要求を減少させる。また直線
案内に対する要求も著しく減少する。
２と筒レンズとを軸方向に位置調整することができる。
しかしながら対物レンズ5,6の代わりに筒レンズ7,8を位
置調整するのが有利である。即ち倍率を二乗することに
よってより大きな調整経路が得られる。この調整経路
は、位置調整手段に対する要求を減少させる。また直線
案内に対する要求も著しく減少する。
さらに光誘導体を使用することによって“光点のず
れ”の影響を阻止することができる。これらの光誘導体
を介してレーザーダイオードの放射エネルギーを照明装
置に供給することができる。
れ”の影響を阻止することができる。これらの光誘導体
を介してレーザーダイオードの放射エネルギーを照明装
置に供給することができる。
各座標方向に対して垂直に光点をずらすために、付加
的に他の平行平面体33を設けることができる。平行平面
体33の旋回軸は、平行平面体13の旋回軸12に対して垂直
である。
的に他の平行平面体33を設けることができる。平行平面
体33の旋回軸は、平行平面体13の旋回軸12に対して垂直
である。
光点を互いに独立にずらすためには、各座標軸方向に
それぞれ平行平面体13,33の１つをビームスプリッター
六面体９の前方に配置することができる。
それぞれ平行平面体13,33の１つをビームスプリッター
六面体９の前方に配置することができる。
２次元的な対象物を整向、検査及び／または測定する
ための本発明による装置は、簡単な変形によってマスク
比較装置として使用することができる。この種の装置に
対する実施例を示したのが第２図である。第２図では、
第１図と同じ構成要素には同じ符号が付してある。
ための本発明による装置は、簡単な変形によってマスク
比較装置として使用することができる。この種の装置に
対する実施例を示したのが第２図である。第２図では、
第１図と同じ構成要素には同じ符号が付してある。
測定台22上にある詳細に示していない“ワークマス
ク”を“マスターマスク”と比較するため、この装置は
もう１つの結像系34,40のまわりとビームスプリッター
六面体15のまわりとで拡張されている。
ク”を“マスターマスク”と比較するため、この装置は
もう１つの結像系34,40のまわりとビームスプリッター
六面体15のまわりとで拡張されている。
結像系21によってワークマスクを観察し、結像系34に
よってマスターマスクを観察することを前提とするなら
ば、この装置は次のように作動する。
よってマスターマスクを観察することを前提とするなら
ば、この装置は次のように作動する。
第１図に関してすでに説明したように、各座標方向の
中間像面10に生じる光点はレンズ17,18によって受けと
められ、１つは混合プリズム36とスプリッター六面体35
と結像系34とを介してマスターマスクに投射され、他方
は混合プリズム36を通過した後ビームスプリッター六面
体20と結像系21とを介してワークマスクに投射される。
中間像面10に生じる光点はレンズ17,18によって受けと
められ、１つは混合プリズム36とスプリッター六面体35
と結像系34とを介してマスターマスクに投射され、他方
は混合プリズム36を通過した後ビームスプリッター六面
体20と結像系21とを介してワークマスクに投射される。
ワークマスクから投射された光束は、もう一度スプリ
ッター六面体20とレンズ23とを介して光電式受光器37に
供給される。ここでエッジ関数が形成される。
ッター六面体20とレンズ23とを介して光電式受光器37に
供給される。ここでエッジ関数が形成される。
マスターマスクから出た光束は、結像系34とスプリッ
ター六面体35と光学系40とを介して光電式受光器41に導
かれる。ここでマスターマスクのエッジ関数が形成され
る。
ター六面体35と光学系40とを介して光電式受光器41に導
かれる。ここでマスターマスクのエッジ関数が形成され
る。
マスターマスクのエッジ位置とワークマスクのエッジ
位置との間隔は、平行平面板13と連結されている角度変
化検出器からのそれぞれの値に基づいて差を求めること
によって検出される。
位置との間隔は、平行平面板13と連結されている角度変
化検出器からのそれぞれの値に基づいて差を求めること
によって検出される。
視覚観察またはTV観察に対しては、ワークマスクから
反射した光束がスプリッター六面体20を介して混合プリ
ズム36にも送られ、ここから整合光学系38を通過後面39
に送られる。面39には、TVカメラのフォトカソード（図
示せず）が配置されている。
反射した光束がスプリッター六面体20を介して混合プリ
ズム36にも送られ、ここから整合光学系38を通過後面39
に送られる。面39には、TVカメラのフォトカソード（図
示せず）が配置されている。
視野全体を観察するため、第２図に一点鎖線で示した
入射光の照明が行なわれる。入射光の明るさは、マスク
全体と走査光点とが観察できるように設定されている。
しかし、透過光照明装置を使用することもできる。
入射光の照明が行なわれる。入射光の明るさは、マスク
全体と走査光点とが観察できるように設定されている。
しかし、透過光照明装置を使用することもできる。
本発明による装置は、わずかに拡張しただけでも、即
ち凹面鏡42,基準鏡43,集光レンズ27と光電式受光器28の
前方に接続される絞り44と筒レンズ45の組合せのまわり
を拡張するだけで、装置の光軸に対して平行に位置する
測定面を走査することができる。レーザー干渉計による
２座標測定機械の平面鏡の平面性もこの種の装置を使用
すれば高精度で検査することができる。
ち凹面鏡42,基準鏡43,集光レンズ27と光電式受光器28の
前方に接続される絞り44と筒レンズ45の組合せのまわり
を拡張するだけで、装置の光軸に対して平行に位置する
測定面を走査することができる。レーザー干渉計による
２座標測定機械の平面鏡の平面性もこの種の装置を使用
すれば高精度で検査することができる。
この種の拡張された装置の可能な実施例を第３図と第
４図に示す。第４図では簡単のために、各座標方向にそ
れぞれ１つの平面鏡46,47が測定機械の台22上に配置さ
れている状態が図示されている。平面鏡46,47は干渉計4
8,49と協働する。干渉計48,49は、分離プリズム50を介
してレーザー（図示せず）の光線を受ける。
４図に示す。第４図では簡単のために、各座標方向にそ
れぞれ１つの平面鏡46,47が測定機械の台22上に配置さ
れている状態が図示されている。平面鏡46,47は干渉計4
8,49と協働する。干渉計48,49は、分離プリズム50を介
してレーザー（図示せず）の光線を受ける。
平面鏡46,47の平面性を検査するため、凹面鏡42は、
その曲率中心が結像系21の焦点面に位置するように配置
されている。台22は凹部51を具備し、該凹部51に凹面鏡
42を設けることができる。
その曲率中心が結像系21の焦点面に位置するように配置
されている。台22は凹部51を具備し、該凹部51に凹面鏡
42を設けることができる。
平面鏡47の平面性をｘ座標方向で検査しようとする場
合、第４図に実線で示すように基準鏡43を鏡47に対して
平行に配置しなければならない。
合、第４図に実線で示すように基準鏡43を鏡47に対して
平行に配置しなければならない。
さらに基準鏡43は、その中心が台面によって拘束され
るように台22上に配置されている。このため台22は、凹
部51のほかにさらにもう１つの凹部52を備えている。こ
の凹部52の深さは、上記の拘束が得られるように選定さ
れている。
るように台22上に配置されている。このため台22は、凹
部51のほかにさらにもう１つの凹部52を備えている。こ
の凹部52の深さは、上記の拘束が得られるように選定さ
れている。
本発明による装置とレーザー干渉計48とを用いると、
鏡43と47の面の間隔を台22の位置に依存してｙ座標方向
で決定することができる。光電式受光器28と、揺動する
平行平面体13と連結されているステップ検知器とによっ
て検出されたエッジ位置は、レーザー干渉計の測定値と
結び付けられる。その個々の値から、測定台22の位置に
依存したｘ座標方向での誤差曲線が検出される。
鏡43と47の面の間隔を台22の位置に依存してｙ座標方向
で決定することができる。光電式受光器28と、揺動する
平行平面体13と連結されているステップ検知器とによっ
て検出されたエッジ位置は、レーザー干渉計の測定値と
結び付けられる。その個々の値から、測定台22の位置に
依存したｘ座標方向での誤差曲線が検出される。
次に基準鏡43が、ｙ座標方向に対して平行な軸のまわ
りに180゜だけ第４図に一点鎖線で示した位置へもたら
され、前述の誤差曲線が新たに得られる。
りに180゜だけ第４図に一点鎖線で示した位置へもたら
され、前述の誤差曲線が新たに得られる。
両測定値の平均値を求め、整向誤差（鏡43或いは43a
と47の間の平行性のずれ）を数学的に消去することによ
って、鏡47の平面性からのずれを台22の位置に依存して
ｙ座標方向で求めることができる。
と47の間の平行性のずれ）を数学的に消去することによ
って、鏡47の平面性からのずれを台22の位置に依存して
ｙ座標方向で求めることができる。
これらの測定では絞り44を基準エッジとして使用す
る。従って絞り44は、幅がレーザー・光点に一致してい
る光を透過させない直線として構成するのが合目的であ
る。しかし絞り44を光を透過させない面として構成する
こともでき、この場合この面は、レーザー・光点の振動
範囲のほぼ半分を蔽っている。
る。従って絞り44は、幅がレーザー・光点に一致してい
る光を透過させない直線として構成するのが合目的であ
る。しかし絞り44を光を透過させない面として構成する
こともでき、この場合この面は、レーザー・光点の振動
範囲のほぼ半分を蔽っている。
光源として直角な照明面を備えたレーザーダイオード
を使用する場合には、それから導出されるエッジ信号の
スロープを十分なものにするため、絞り44のエッジはレ
ーザー・光点の振動方向に対して垂直でなければならな
い。即ち絞り44のエッジは、測定方向ｘ或いはｙを変え
る場合には回転させなければない。
を使用する場合には、それから導出されるエッジ信号の
スロープを十分なものにするため、絞り44のエッジはレ
ーザー・光点の振動方向に対して垂直でなければならな
い。即ち絞り44のエッジは、測定方向ｘ或いはｙを変え
る場合には回転させなければない。
照明面が四角形または丸みをおびている場合には、絞
り44は前記振動方向に対して45゜で位置固定して配置さ
れることができる。
り44は前記振動方向に対して45゜で位置固定して配置さ
れることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｆ
Claims (22)
- 【請求項１】互いに垂直に延びている少なくとも２つの
座標方向に移動可能な測定機械台（22）の上にある二次
元的な対象物を整向、検査及び／または測定し、それぞ
れの座標方向での光点による走査により対象物の位置を
それぞれの座標方向において検知するための装置におい
て、 （ａ）それぞれの座標方向に１つずつ設けられ、交互に
通電される光源（3,4）と光学的結像要素（5,6）とを有
する照明装置（1,2）にして、光源（3,4）を共通の中間
像面（10）に結像させるための少なくとも１つの集光系
（7,8）と、２つの光束を共通の光路（11）へ集め、そ
の際２つの光束を偏光させる光学的手段（９）とを付設
した照明装置（1,2）と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素（13）であって、１つの方向においてのみ位置可
変な光学的要素（13）と、 （ｃ）光学的要素（13）に接続され、それぞれの光束の
変位を検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏向させるた
めの光学的光束分割要素（16）であって、光源（3,4）
の一方の像を、それに関係づけられる座標方向に応じて
ルーフエッジプリズム（15）を用いて90゜回転させる光
学的光束分割要素（16）と、 （ｅ）両光源（3,4）の像を対象物に結像させるための
結像系（21）と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系（28）と、 を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項２】結像系（21）に光電的変換要素（26）が付
設され、該光電的変換要素（26）の出力信号を、結像系
（21）を常に対象物へフォーカシングさせる制御信号と
して用いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
記載の装置。 - 【請求項３】対象物及び／または光束の視覚観察及び／
またはTV観察のための光学的手段（23,37）を有してい
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装
置。 - 【請求項４】前記光源（3,4）が単色光光源であること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項５】前記照明装置（1,2）が、平行光束を生じ
させる照明装置であることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載の装置。 - 【請求項６】光電的手段（30）を有し、該光電的手段
（30）の出力信号を、前記共通の１つの中間像面（10）
でのフォーカシングの調節に用いることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項７】単色光光源（3,4）の半径方向への移動を
監視する、光学的作用手段（31）を有していることを特
徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 - 【請求項８】面の平面性を検査するための検査装置とし
て使用するため、凹面鏡（42）と絞り（44）とを付加的
に有していることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
から第７項までのいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項９】測定装置内に取付けられている平面鏡の平
面性を取り付け状態で正確に検出するための補助鏡（4
3）を有していることを特徴とする、特許請求の範囲第
８項に記載の装置。 - 【請求項１０】構造幅測定装置として使用することを特
徴とする、特許請求の範囲第１項から第９項までのいず
れか１つに記載の装置。 - 【請求項１１】２つの対象物を比較するため、光電的受
光器（41）を備えた第２の結像系（34,40）を有し、該
第２の結像系（34,40）を比較対象物のエッジ位置の検
出に用いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項か
ら第８項までのいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１２】互いに垂直に延びている少なくとも２つ
の座標方向に移動可能な測定機械台（22）の上にある二
次元的な対象物を整向、検査及び／または測定し、それ
ぞれの座標方向での光点による走査により対象物の位置
をそれぞれの座標方向において検知するための装置にお
いて、 （ａ）照明装置を備えた偏光光源であって、照明装置
が、光束の偏光方向を座標軸に応じて変更させるカーセ
ルと、偏光光源を中間像面（10）に結合させるための少
なくとも１つの集光系とを有している偏光光源と、 （ｂ）対象物を走査する光束を、それぞれの光束に関係
づけられる測定座標方向に沿って変位させるための光学
的要素（13）であって、１つの方向においてのみ位置可
変な光学的要素（13）と、 （ｃ）光学的要素（13）に接続され、それぞれの光束の
変位を検出するための測定システムと、 （ｄ）それぞれの光束を偏光方向に応じて偏光させるた
めの光学的光束分割要素（16）であって、１つの偏光方
向にたいする偏光光源の像を、それに関係づけられる座
標方向に応じてルーフエッジプリズム（15）を用いて90
゜回転させる光学的光束分割要素（16）と、 （ｅ）偏光光源の像を対象物に結像させるための結像系
（21）と、 （ｆ）それぞれの対象物から反射し、対象物の走査から
得られる光束を、電気的な測定信号に変換する少なくと
も１つの光電式受光系（28）と、 を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】結像系（21）に光電的変換要素（26）が
付設され、該光電的変換要素（26）の出力信号を、結像
系（21）を常に対象物へフォーカシングさせる制御信号
として用いることを特徴とする、特許請求の範囲第12項
に記載の装置。 - 【請求項１４】対象物及び／または光束の視覚観察及び
／またはTV観察のための光学的手段（23,37）を有して
いることを特徴とする、特許請求の範囲第12項に記載の
装置。 - 【請求項１５】前記光源（3,4）が単色光光源であるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第12項に記載の装置。 - 【請求項１６】前記照明装置（1,2）が、平行光束を生
じさせる照明装置であることを特徴とする、特許請求の
範囲第12項に記載の装置。 - 【請求項１７】光電的手段（30）を有し、該光電的手段
（30）の出力信号を、前記共通の１つの中間像面（10）
でのフォーカシングの調節に用いることを特徴とする、
特許請求の範囲第12項に記載の装置。 - 【請求項１８】単色光光源（3,4）の半径方向への移動
を監視する、光学的作用手段（31）を有していることを
特徴とする、特許請求の範囲第15項に記載の装置。 - 【請求項１９】面の平面性を検査するための検査装置と
して使用するため、凹面鏡（42）と絞り（44）とを付加
的に有していることを特徴とする、特許請求の範囲第12
項から第18項までのいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２０】測定装置内に取付けられている平面鏡の
平面性を取り付け状態で正確に検出するための補助鏡
（43）を有していることを特徴とする、特許請求の範囲
第19項に記載の装置。 - 【請求項２１】構造幅測定装置として使用することを特
徴とする、特許請求の範囲第12項から第18項までのいず
れか１つに記載の装置。 - 【請求項２２】２つの対象物を比較するため、光電的受
光器（41）を備えた第２の結像系（34,40）を有し、該
第２の結像系（34,40）を比較対象物のエッジ位置の検
出に用いることを特徴とする、特許請求の範囲第12項か
ら第18項までのいずれか１つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853512615 DE3512615A1 (de) | 1985-04-06 | 1985-04-06 | Anordnung zur ausrichtung, pruefung und/oder vermessung zweidimensionaler objekte |
| DE3512615.9 | 1985-04-06 | ||
| PCT/DE1986/000131 WO1986005895A1 (fr) | 1985-04-06 | 1986-03-27 | Agencement d'alignement, de controle et/ou de mesure d'objets bidimensionnels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62502421A JPS62502421A (ja) | 1987-09-17 |
| JPH0823484B2 true JPH0823484B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=6267488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61501826A Expired - Lifetime JPH0823484B2 (ja) | 1985-04-06 | 1986-03-27 | 二次元の対象物を整向、検査及び／または測定するための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0218613B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0823484B2 (ja) |
| DE (2) | DE3512615A1 (ja) |
| WO (1) | WO1986005895A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3517070A1 (de) * | 1985-05-11 | 1986-11-13 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Verfahren und anordnung zur ausrichtung, pruefung und/oder vermessung zweidimensionaler objekte |
| DE102005061834B4 (de) | 2005-12-23 | 2007-11-08 | Ioss Intelligente Optische Sensoren & Systeme Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum optischen Prüfen einer Oberfläche |
| CN101477313B (zh) * | 2006-04-04 | 2013-04-17 | 特萨斯克里伯斯有限公司 | 用于微构造存储介质的设备和方法以及包括微构造区域的存储介质 |
| DE102012014768B4 (de) * | 2012-07-23 | 2014-03-20 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Mikroskop mit einer Übersichtsoptik |
| CN117830305B (zh) * | 2024-03-04 | 2024-05-03 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 对象测量方法、装置、设备及介质 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3542476A (en) * | 1968-02-09 | 1970-11-24 | Bausch & Lomb | Interferometric type of lens alignment apparatus |
| US3865483A (en) * | 1974-03-21 | 1975-02-11 | Ibm | Alignment illumination system |
| GB1477625A (en) * | 1974-10-15 | 1977-06-22 | Secr Defence | Focussing of optical systems |
| NL7606548A (nl) * | 1976-06-17 | 1977-12-20 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het uitrichten van een i.c.-patroon ten opzichte van een halfgelei- dend substraat. |
| JPS5391754A (en) * | 1977-01-21 | 1978-08-11 | Canon Inc | Scannint type photo detector |
| JPS53121471A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-23 | Nippon Chemical Ind | Automatic position matching device |
| DD219067A3 (de) * | 1982-03-01 | 1985-02-20 | Zeiss Jena Veb Carl | Verfahren und anordnung zur ermittlung von ueberdeckungsfehlern |
-
1985
- 1985-04-06 DE DE19853512615 patent/DE3512615A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-03-27 DE DE8686901820T patent/DE3668382D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-27 EP EP86901820A patent/EP0218613B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-27 JP JP61501826A patent/JPH0823484B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-27 WO PCT/DE1986/000131 patent/WO1986005895A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0218613B1 (de) | 1990-01-17 |
| EP0218613A1 (de) | 1987-04-22 |
| JPS62502421A (ja) | 1987-09-17 |
| DE3512615A1 (de) | 1986-10-16 |
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