专利名称：图像检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像检查装置。涉及例如半导体晶片或液晶基板等具有层状结构的被检查体的图像检查装置。
背景技术：
近年，下述的图像检查装置已得到普及其取得被检查体的图像，例如检查形成在被检查体上的图形，或者检查是否存在表面缺陷或污物。
作为这样的装置，公知的有例如半导体晶片或液晶基板等具有层状结构的被检查体的图像检查装置。在这样的图像检查装置中具有观察光学系统，其由用于取得放大图像的显微镜等构成；自动聚焦机构，其用于将来自观察光学系统的光路进行分支，进行被检查体的对焦，并且大多通过在光轴方向上驱动放置有被检查体的载物台等，进行自动聚焦动作。
例如，在专利文献1中，记述有下述的自动焦点显微镜其具有可切换的多个物镜，作为自动聚焦机构，向被检查体照射激光，利用刀刃(knife edge)法来检测对焦位置。在该自动焦点显微镜中，在从观察光学系统分支出来的自动聚焦机构的光学系统内，可移动地设置有对物镜的色差进行校正的颜色校正透镜组，将与物镜对应的校正量存储在ROM中。并且当切换物镜时，参照ROM，对对焦位置进行校正。
此外，还记述了下述的技术利用这样的自动聚焦机构，在具有阶梯差的被检查体等中，通过设定偏移值，使得能够对焦到操作者希望观察的部位。
日本专利特开平11-95091号公报(第4-6页，图1、2)但是，在如上所述的现有图像检查装置中，存在如下所述的问题。
在专利文献1所述的技术中，当切换物镜时，虽然对焦位置被自动校正，得到一定的焦点位置，但由于观察光的波长与用于检测对焦位置的检测光的波长不同，因此，有时会存在这样的问题，即根据被检查体的不同，自动聚焦机构的对焦位置不同于最适合于观察光的对焦位置。因此，存在观察图像的焦点有点没对准、图像检查精度变坏这样的问题。
此外，由于这样的自动聚焦机构通过各自的自动聚焦方式来决定对焦位置，因此，存在着不能如手动调整那样随意地使对焦位置移动到希望观察的物体面这样的问题。例如，在希望观察表面附着的污物的情况下，有时会出现对焦到污物附着面，但污物的图像变得模糊的情况。此外，当被检查体的种类发生变化，或者因制造工序而使得检查面的光学特性不同时，对焦位置有时会偏离期望的观察面。
在这样的情况下，虽然可以考虑在对焦之后通过目视确认对焦位置，根据需要进行手动操作来校正焦点，但例如像半导体晶片的图像检查那样，每一个被检查体的检查位置的个数非常庞大时，存在着检查效率显著降低这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种图像检查装置，即使被检查体的种类或制造工序等发生变化，也能够将自动聚焦的对焦位置校正成恰当的位置，能够提高检查效率。
为解决上述课题，本发明的图像检查装置的特征在于，具有放置被检查体的载物台；观察光学系统，其对从被检查体反射的光进行成像，使得能够观察；焦点位置移动机构，其将上述观察光学系统相对于上述载物台上的被检查体的在焦点深度方向的位置进行相对移动；对焦位置检测机构，其利用从上述被检查体反射的光，检测出对上述被检查体的第1目标对焦位置；对焦位置校正单元，其使所述第1目标对焦位置偏移，设定对所述被检查体的第2目标对焦位置；驱动单元，其向着所述第2目标对焦位置驱动所述焦点位置移动机构；以及存储部，其用于存储条件设定信息，该条件设定信息记述了包含用于设定所述第2目标对焦位置的至少一个偏移值在内的每个被检查体的检查条件，所述对焦位置校正单元根据所述条件设定信息的所述至少一个偏移值中的任何一个，设定所述第2目标对焦位置。
根据本发明的图像检查装置，由于可以根据被检查体，将焦点位置移动机构驱动到从通过焦点位置检测机构检测出的第1目标对焦位置进行了偏移的第2目标对焦位置，因此即使被检查体的种类或制造工序等发生变化，通过利用存储在存储部中的偏移值来设定第2目标对焦位置，可以自动校正对焦位置，可以实现提高检查效率的效果。
图1是用于说明本发明的第1实施方式的图像检查装置的概略结构的示意说明图。
图2是用于说明刀刃法的检测对焦位置的原理的、示出了前焦点位置、对焦位置、后焦点位置的光路和受光面上的光束的状况的示意说明图。
图3是用于说明观察光、检测光对被检查体的射入射出状况的一例的示意说明图。
图4是用于说明本发明的第1实施方式的第1变形例的被检查体的俯视示意图。
图5是用于说明在本发明的第1实施方式的第2变形例中，观察光、检测光对被检查体的射入射出状况的一例的示意说明图。
图6是用于说明相同的第2变形例的被检查体的俯视示意图。
图7是用于说明本发明的第2实施方式的图像检查装置的概略结构的示意说明图。
符号说明1基板(被检查体)；2CPU部；3存储部；4输入部；11、11a、11b物镜；16控制部17试样移动台(载物台)18焦点对准用马达(焦点位置移动机构)；19焦点对准用马达驱动部(驱动单元)；22基准光源(检测用光源)23颜色校正透镜用马达驱动部24颜色校正透镜用马达27准直透镜；28投光侧挡板；30、35聚光透镜组；31颜色校正透镜组(校正光学元件)；33二向色镜(光分支单元)；34受光侧挡板；36光检测器；36a受光面(位置检测基准面)；41、42层；41a边界面；42a上表面；43污物；60观察光；70检测光；100、110图像检查装置；101观察光学系统；102对焦位置检测部(对焦位置检测机构)；103颜色校正单元(对焦位置校正单元)；p0基准像面；pm校正像面。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在所有附图中，即使在实施方式不同的情况下，也对同一部件或相当的部件标注相同的符号，并省略共同的说明。
对本发明的第1实施方式的图像检查装置进行说明。
图1是用于说明本发明的第1实施方式的图像检查装置的概略结构的示意说明图。
本实施方式的图像检查装置100的概略结构如图1所示，其由控制部16、输入部4、输出部5、试样移动台17(载物台)、焦点对准用马达18(焦点位置移动机构)、焦点对准用马达驱动部19(驱动单元)、观察光学系统101、颜色校正单元103(焦点位置校正单元)、以及对焦位置检测部102(对焦位置检测机构)构成。
图像检查装置100是能够自动聚焦到作为被检查体的基板1的表层部并取得图像，进行放大观察的装置，例如适合于表面缺陷的有无等的检查等。
基板1可以是任意的被检查体，而在下面作为一例，以在厚度方向具有层状结构或阶梯的基板，例如半导体晶片或液晶基板等作为例子来进行说明。
这样的基板1通过光刻工艺(photolithography process)在表面形成布线图形等规则的重复图形，将其依次在厚度方向上层叠而构成。
因此，虽然一般对一个基板1在每个制造工序均进行所谓的宏观检查、微观检查等表面缺陷检查，但检查时的表面层的布线图形、膜厚或材质等根据每个制造工序而变化。
因此，对应这些基板1的状态，在检查时制作了记述检查种类、检查方法、步骤等检查条件的明细(recipe)(条件设定信息)，赋予与这些基板1的状态对应的明细识别号等，并存储到适当的存储部中。
在图像检查装置100中使用的明细包含有作为检查条件的用于校正对焦位置的偏移值。
明细的制作可以由进行图像检查装置100的整体控制的控制部16来进行，如果是控制部16可读取的格式，则也可以对由其它装置制作的明细进行文件传送，并直接使用或经修正后使用。
控制部16由CPU部2和存储部3构成，并连接有输入部4和输出部5，输入部4由例如键盘、鼠标、触摸板等输入设备，或与适当的通信线路连接并能输入要在通信线路上传输的数据的输入端口，或例如CD、DVD等移动介质的读取装置等构成，输出部5由监视器等构成。并且，通过加载到CPU部2的存储器中的程序来进行包括明细的制作、修正在内的各种动作控制。此外，在输入部4中，除明细的制作、修正所需要的设备以外，根据需要还设置有进行检查所需要的操作输入设备，例如用于改变观察倍率的物镜切换开关、用于进行自动聚焦的设定/解除的自动聚焦开关等。
在本实施方式中明细被存储在存储部3中。但是，只要与控制部16连接，也可以是适当的外部存储装置等。
并且，例如在收进基板1时等，与该时刻的基板1的制造工序等对应的明细可通过控制部16从这些存储单元被调出到CPU部2的存储器中，并由被加载到CPU部2中的程序对其进行参照。
当通过控制部16制作明细时，操作者可以通过输入部4输入数值或者从选择项中选择来进行制作。
在修正明细时，将从存储部3读入的明细显示在由监视器等构成的输出部5上，通过输入部4输入修正位置。
试样移动台17是可动机构，放置有作为被检查体的基板1，并且能够进行用于使检查部位移动的水平方向移动、和向基板1的厚度方向(上下方向)的移动。
各移动均能进行通过使微动编码器(jog encoder)25旋转并利用脉冲计数器26对旋转数进行计数来传递移动量的手动移动、和基于明细信息或控制部16的控制信号的自动移动。用于进行自动聚焦动作的向厚度方向的自动移动是通过由未图示的动力传递机构来传递焦点对准用马达18的驱动力来进行的。
焦点对准用马达18连接到与控制部16连接的焦点对准用马达驱动部19，根据控制部16的控制信号被进行驱动控制。
观察光学系统101是通过未图示的可视光落射式照明来对试样移动台17上的基板1进行放大观察的显微镜，其概略结构由设置在电动转换器(revolver)10上的物镜11和观察部104构成。
在观察部104中，虽然未作图示，但设置有目镜部件和对观察像进行光电转换的摄像部件。
电动转换器10在被转换器用马达13所旋转驱动的转换器主体12上具有倍率不同的多个物镜11a、11b、……。此外，在转换器主体12上，设置有用于检测物镜11a、11b、……各自的位置的转换器孔(未图示)。
转换器孔位置检测部14通过例如光传感器等适当的传感器，检测出被旋转驱动的转换器主体12上的转换器孔的种类和位置，并将该检测信号发送到控制部16。
转换器用马达13连接到与控制部16连接的转换器用马达驱动部15。
控制部16通过将控制信号发送到转换器用马达驱动部15，可以根据明细将与检查部位对应的图像倍率的物镜11设置到观察光学系统101的光路上，并且通过来自转换器孔位置检测部14的检测信号，可以确认该物镜11已被设置。
以下，如果没有特别说明，则认为物镜11a是被配置在观察光学系统101的光轴上的物镜来进行说明，当要指定电动转换器10的所有物镜时就称为物镜11。
在电动转换器10与观察部104之间的光路上设置有光分支单元，其使观察光60透过，而将自动聚焦用的检测光70反射到光路外。在本实施方式中，设观察光60为可视光，检测光70为可视光外的红外光(波长λ)，采用二向色镜(dichroic mirror)33作为光分支单元。
二向色镜33构成为，使从与观察光学系统101的光路交叉的方向入射的红外光沿观察光60的光轴入射，使来自基板1的光中的可视光沿光轴的方向透射过，只反射红外光并使其从观察光学系统101的光路分支。
在由二向色镜33所分支的光路上，依次设置有λ/4板32、颜色校正单元103以及对焦位置检测部102。
λ/4板32是用于使规定波长的线偏振光的光透过并作为圆偏振光而取出，并将从相反方向入射的圆偏振光作为偏振方向旋转了90°的线偏振光的光而取出的光学部件。
颜色校正单元103是颜色校正透镜组31(校正光学元件)被可动地支承在光轴方向上的装置，该颜色校正透镜组31用于使被二向色镜33分支后的光成像在基准像面p0上。颜色校正透镜组31的移动是通过连接到颜色校正透镜用马达驱动部23的颜色校正透镜用马达24来进行的。
颜色校正透镜用马达驱动部23连接到控制部16，并根据控制部16的控制信号来控制颜色校正透镜用马达24的移动量。
在光轴方向上，在检查的初始状态，根据各物镜11的色差来配置颜色校正透镜组31，使得对焦时的检测光70的像面成为一定的基准像面p0。这些配置位置与明细没有关系，被存储在存储部3中，在图像检查装置100的初始化时被调出。并且当物镜11被切换时，被自动地重新配置。
此外，颜色校正透镜组31根据控制部16的控制信号而被移动，从而能够使来自基板1的光成像在从基准像面p0适当偏移了的校正像面pm上。
在此情况下，当由于物镜11的转换而重新配置颜色校正透镜组31的位置时，将偏移后的位置作为基准来相对地进行重新配置，将校正像面pm保持为一定。
对焦位置检测部102是通过颜色校正单元103、二向色镜33、物镜11a将具有红外区域的规定波长λ的检测光70照射到基板1上，通过接收其反射光来检测出对焦位置的部件，在本实施方式中采用基于所谓刀刃法的检测机构。
对焦位置检测部102的概略结构是由聚光透镜组30、偏振光束分离器(以下称为PBS)29、基准光源22(检测用光源)、投光侧挡板(stopper)28、受光侧挡板34、聚光透镜组35和光检测器36构成。
聚光透镜组30是用于对由颜色校正透镜组31成像的光进行聚光并使其成为大致平行光，并且在使入射的平行光成像后再使其入射到颜色校正透镜组31的光学元件。
PBS 29是用于根据偏振光成分来转换波长为λ的光的光路的偏振光束分离器。例如在PBS 29的光束分离器面上实施使p偏振光成分基本100％透过，而使s偏振光成分基本100％被反射的偏振光涂层(coating)处理。
基准光源22是用于朝着PBS 29入射波长为λ的检测光70的光源，例如可以采用半导体激光等。通过使线偏振光的偏振光成分为p偏振光成分(垂直于图1的纸面的方向的偏振光成分)，使得不会发生PBS 29的光量损失。
在基准光源22与PBS 29之间的光路中，设置有用于使基准光源22的放射光成为平行光的准直透镜27；投光侧挡板28，其在与光轴正交的截面上，从其中一个端部开始到光轴为止遮挡该平行光，切去光束的一半。
受光侧挡板34是与被投光侧挡板28切后的检测光70的区域对应、为了遮挡检测光70以外的光而设置的遮光部件。
聚光透镜组35是用于对被照射到基板1上的检测光70中的透射过物镜11a、二向色镜33、颜色校正透镜组31、聚光透镜组30、PBS 29的光进行聚光的光学元件。
光检测器36是用于在光轴方向的规定位置接收由聚光透镜组35聚光后的光、并检测出与光轴垂直的方向的受光位置的受光传感器。
这样的受光传感器例如可以是CCD(电荷耦合器件)或PSD(位置敏感检测器)等，而在本实施方式中采用2分割PD。亦即，光检测器36的受光面36a(位置检测基准面)被分割为A区域和B区域，通过比较与各区域的光量成比例的检测输出A、B，可以计算出从2个区域的边界线36b(参考图2)的移位。
受光面26a的位置应为2个区域的边界线36b被配置在光轴上，在深度方向上与基准像面p0共轭。即，在对焦位置，检测光70被成像在2个区域的边界线36b上。
检测输出A、B分别被传送到放大器37进行放大，并被传送到A/D转换器38转换成数字信号，被输入到控制部16中。
控制部16根据下式，计算出检测光70的移位Δ。
Δ＝(A-B)/(A+B) …(1)接着针对图像检查装置100的动作，以在检查部位上的图像取得时的自动聚焦动作为中心进行说明。
图2(a)、(b)、(c)是用于说明基于刀刃法的对焦位置检测原理的、表示前焦点(front focus)位置、对焦位置、后焦点(back focus)位置的光路和受光面上的光束的状况的示意说明图。图3是用于说明观察光、检测光对被检查体的射入射出的状况的一例的示意说明图。
如图1所示，当从基准光源22放射被光源驱动部21设定成规定光量的检测光70时，经准直透镜27变成平行光束，通过投光侧挡板28从光轴中心起被切去一半，并入射到PBS 29。
由于基准光源22被设定成使检测光70成为p偏振光成分，因此基本100％被PBS 29反射，并入射到聚光透镜组30。并且被聚光透镜组30聚光，在基准像面p0上成像后成为发散光，并入射到颜色校正透镜组31。
并且，检测光70被颜色校正透镜组31聚光，当透射过λ/4板32时被转换为圆偏振光，并入射到二向色镜33。
由于二向色镜33反射波长为λ的光，因此检测光70进入沿着观察光学系统101的光轴的光路，被物镜11a聚光，并被聚光到基板1上。
并且，当被基板1反射时，就逆向地沿着上述光路前进，被物镜11a聚光，并被二向色镜33反射，入射到λ/4板32。
虽然此时检测光70被转换为线偏振光，但偏振方向相对于最初入射时的偏振方向被旋转了90°。即，被转换为s偏振光成分，并入射到颜色校正透镜组31。
并且，被颜色校正透镜组31成像之后发散，入射到聚光透镜组30。被聚光透镜组30聚光并基本成为平行光，入射到PBS 29。
由于检测光70被转换为s偏振光成分，因此基本100％透过PBS 29，入射到聚光透镜组35，聚光在受光面36a上。
以往的自动聚焦动作根据以下原理来执行。
即，如果通过物镜11a被照射到基板1上的检测光70的聚光面与实际的反射面(基板1的观察对象面)一致，则检测光70沿入射时的光路逆向前进，成像在基准像面p0上，还成像在与基准像面p0共轭的受光面36a上。因此如图2(b)所示，在边界线36b上结成微小斑点50b。
另一方面，当照射的检测光70在散焦(defocus)位置被反射时，就偏离基准像面p0和受光面36a而成像。并且，由于检测光70被投光侧挡板28、受光侧挡板34遮挡了一半光，因此如图2(a)、(c)所示，根据散焦方向，在前焦点(后焦点)的情况下，主要在B(A)区域有较大的斑点50a(50c)被受光。
因此，可以根据式(1)，计算移位Δ，进行朝着使Δ＝0的目标对焦位置而驱动焦点对准用马达18的控制，并进行对准试样移动台17的上下方向的位置的自动聚焦。
但是，虽然在观察光60和检测光70被同一反射面反射的情况下不存在问题，但由于观察光60与检测光70的波长不同，因此有时反射面也会不同。例如，如图3所示，设基板1在基底基板40上形成具有凹凸的层41，通过最近的制造工序在其上形成有层42。在该情况下，为了进行最近的制造工序的检查，优选将焦点对准到层42的上表面42a来进行观察。
但是，根据层41、42的材质，存在着作为可视光的观察光60容易被层42的上表面42a反射，作为红外光的检测光70容易透射过层42、并容易被层41和层42的边界面41a反射的情况。在该情况下，如上所述，根据依赖于检测光光量的检测原理，要根据Δ＝0来进行对焦的是检测光70的光量多的边界面41a。即，边界面41a成为目标对焦位置(第1目标对焦位置)，上表面42a的图像变得模糊。
在本实施方式中，为了把希望观察的位置作为目标对焦位置(第2目标对焦位置)，在基板1的明细中预先存储用于校正对焦位置的偏移值Δh1。
并且，在开始基板1的检查时，在根据明细来设定检查条件的同时，还将各检查部位的偏移值Δh1读入控制部16的存储部3中。
并且，在开始聚焦动作前，控制部16根据Δh1，如图1中用虚线31a表示的那样，在光轴方向移动颜色校正透镜组31，并使基准像面p0移动到校正像面pm。从而将成为Δ＝0的目标对焦位置设定成第2目标对焦位置。即，颜色校正单元103兼作为设定第2目标对焦位置的对焦位置校正单元。
并且，进行上述自动聚焦动作。在检查结束后，移动颜色校正透镜组31，使其返回到基准像面p0的位置。
根据由物镜11a、颜色校正透镜组31决定的光学系统的倍率，计算出与物体面的移动量Δh1对应的移动量并设定校正像面pm的位置。
并且，当希望观察第1目标对焦位置时，只要使Δh1＝0即可。
由于第1目标对焦位置依赖于对焦位置检测部102的检测方式以及各层的光学特性，因此可以根据基板1的结构和制造工序的条件预先确定。如有必要，可以在设定存储于明细中的检查条件时，在实施手动检查等情况下实验性地来加以确定。
此外，对偏移值Δh1也可以同样地预先进行设定，并存储到明细中。
Δh1例如可以以层41上的层42的层厚的设计值作为基础来进行设定。
在该情况下，可以在控制部16中，从输入部4输入基板1的CAD数据等设计条件，分析该设计条件，并设置用于计算必要的检查部位的层厚和各层的反射/透射率的校正值运算部，自动计算出偏移值。在本实施方式中，控制部16兼作为设计条件参照单元和校正值运算部。
设计条件的分析，例如可以与上述说明相同，比较例如上表面42a与边界面41a中的观察光60和检测光70的反射率等并判定第1目标对焦位置，根据明细计算出应作为第2目标对焦位置的位置，求出第1目标对焦位置与第2目标对焦位置的高度差并作为偏移值。
根据这样的结构，具有可节省偏移值的计算和输入的功夫的优点。
此外，可以不是通过校正值运算部自动计算全部，而构成偏移值输入支援单元，其对由输入部4输入的设计条件进行适当的换算和整形，以操作者容易理解的形式显示在输出部5上，并且由操作者对话式地对该数据进行输入操作，从而来进行偏移值的设定。
但是，在图3的例子中，偏移值Δh1只要是使得上表面42a进入景深(depth of field，被写界深度)内的值即可，不必严格地与设计值一致。
此外，因为包含光学特性的偏差等，所以也可以实验性地决定偏移值Δh1。
此外，第2目标对焦位置并不限于各层的边界面。例如，如图3所示，当在上表面42a上容易附着污物43时，有时必须清晰地取得污物43的图像以进行特征提取等，进行判别污物的种类的检查。在该情况下，通过设定将预想的污物43的高度与Δh1相加所得的偏移值Δh2，可以得到污物43的清晰图像。
此外，还考虑污物43在层42的形成过程中附着在边界面41a上的情况。
在该情况下，可以取代Δh1而将污物43的高度设定为偏移值。
这样，根据本实施方式的图像检查装置100，由于可以根据存储在明细中的偏移值来校正自动聚焦的对焦位置，因此即使被检查体的种类或制造工序等发生改变，也可以将对焦位置校正为恰当的位置。因此不必手动校正检查部位的焦点位置，就可以迅速地取得必要的图像，可以提高检查效率。
在本实施方式中，由于变更自动聚焦动作的目标对焦位置，因此实质上几乎不花费用于校正对焦位置的时间，具有可迅速进行自动聚焦的优点。
此外，由于对颜色校正单元和对焦位置校正单元进行兼用，因此可以成为简单的结构。
接着对本实施方式的第1变形例进行说明。
在上述实施方式中针对每个检查部位设定了偏移值，但在本变形例中，在检查部位的规定区域内对第2目标对焦位置进行共用，存储规定区域的坐标范围，根据检查部位的位置坐标来判定检查部位属于哪个区域，据此来设定偏移值。
图4(a)、(b)是用于说明本发明的第1实施方式的第1变形例的被检查体的俯视示意图。
例如图4(a)所示，设基板1是将圆板状的晶片分割为矩形管芯(die)44……的半导体晶片。各管芯44具有规定的大小，可以通过利用以槽口1a作为基准位置的坐标，例如以(x，y)表示区域的边界点，来进行指定。
在基板1上，作为规定区域，例如可以采用各管芯44的区域。
此外，作为规定区域，例如也可以采用包含多个管芯44的区域。例如，如图4(a)所示，可以采用由通过基板1中心的直线将全体进行4分割而构成的区域S1、S2、S3、S4那样的区域。此外，如图4(b)所示，也可以采用将全体按同心圆状进行分割后的区域S10、S11、S12那样的区域等。不管是任何一种情况，只要是了解了在制造上层厚或污物附着率会发生偏差的情况等就都是合适的。
当这样来设置规定区域并改变偏移值时，由于可以削减偏移值的存储容量，减少运算时间等，因此可以进行高效的检查。
并且，规定区域的大小、分割形状等并不限于上面所述，可自由地设定。例如如液晶基板等那样，从一个基底基板切取多个基板的情况下，根据配置的关系等，在基底基板上改变电路图形的配置方向，或者同时制造不同种类基板的情况等都非常适合。
接着对本实施方式的第2变形例进行说明。
在上述实施方式中，对根据设计条件设定偏移值的例子进行了说明，但在本变形例中，根据被检查体的层厚的实际测量来设定偏移值。
图5是用于说明本发明的第1实施方式的第2变形例中，观察光、检测光对被检查体的射入射出状况的一例的示意说明图。图6是用于说明同样的第2变形例的被检查体的俯视示意图。
如图5所示，基板1的层42在制造上层厚发生变动。整体的层厚不匀例如如图6中用等厚线45所表示的那样，从中心向外周膜厚变薄。
在本变形例中，在图像检查之前，例如用膜厚计等测量层42的层厚，把测量结果作为层厚数据(测定值)，输入到输入部4，并通过控制部16将其存储到存储部3中。
并且，在控制部16中设置校正值运算部，其参照层厚数据，必要时参照明细，以计算出偏移值。并且，通过校正值运算部，计算出与检查部位的坐标(x，y)对应的偏移值的函数Δh(x，y)，作为明细的一部分而存储到存储部3中。具体的存储方式可以是作为与检查部位对应的数值表来进行存储，也可以作为表示Δh(x，y)函数形式的系数组来进行存储。此处，控制部16兼用作测定值参照单元和校正值运算部。
这样的层厚检查可以对每个基板1全部进行检查，如果制造工序已稳定，则也可以使用抽样检查的数据。
根据本变形例，由于可得到反映被检查体在制造上的偏差的正确的偏移值，因此，可以高精度地对焦到需要观察的对焦位置，可以提高检查精度。
接着对本发明的第2实施方式的图像检查装置进行说明。
图7是用于说明本发明的第2实施方式的图像检查装置的概略结构的示意说明图。
本实施方式的图像检查装置110在第1实施方式的图像检查装置100中追加了传感器用马达62和传感器用马达驱动部63。
以下，以不同于第1实施方式的方面为中心来简单地进行说明。
传感器用马达62用于通过适当的移动机构将光检测器36可移动地保持在光轴方向上。
传感器用马达驱动部63用于根据来自控制部16的控制信号，驱动传感器用马达62。
本实施方式中，这些追加要素作为在第1实施方式中由颜色校正单元103兼作为的对焦位置校正单元来发挥功能。
在本实施方式中，颜色校正单元103作为原始的颜色校正单元，用于在物镜11被变更为色差不同的其它物镜11时，还将基准像面p0保持为一定。
因此，例如如图3所示，当第1目标对焦位置成为边界面41a时，为了根据存储在明细中的偏移值Δh1将第2目标对焦位置设定为上表面42a，要驱动传感器用马达62，将受光面36a在远离聚光透镜组35的方向上恰好移动与Δh1光学等效的距离。
这样，本实施方式是通过与第1实施方式不同的措施来变更自动聚焦动作的目标对焦位置的实施方式。
因此，除了对焦位置校正单元的不同之外，具有与第1实施方式同样的作用效果，也可以进行与第1实施方式同样的变形。
接着对本发明的第3实施方式的图像检查装置进行说明。
本实施方式的图像检查装置与第1实施方式的图像检查装置100具有同样的结构，将对焦位置校正单元作为控制部16以取代颜色校正单元103。
以下，以不同于第1实施方式的方面为中心来简单地进行说明。
本实施方式在朝着第1目标对焦位置进行自动聚焦动作之后，通过控制部16向焦点对准用马达驱动部19发送使其恰好移动偏移值Δh1的控制信号，从而来设定第2目标对焦位置。
因此在将试样移动台17朝着对焦位置检测部102检测出的第1目标对焦位置移动之后，将其移动到由控制部16设定的第2目标对焦位置。
根据本实施方式的图像检查装置，如果是具有用于存储明细的存储部3的装置，则具有不必在对焦位置检测部102内设置可动部等来变更目标对焦位置，而仅通过附加基于偏移值的移动控制即可容易地实施本发明的优点。
并且，在上述说明中，说明了在明细中包含Δh1、Δh2等作为偏移值，而在第1、第2实施方式中，当然也可以在驱动对焦位置校正单元时，将这样的物体侧的偏移量转换为用于使颜色校正透镜组31或光检测器36等实际移动的像面侧的移动量并进行存储。
此外，在上述说明中，作为焦点位置移动机构，通过相对于观察光学系统而移动载物台的例子来进行了说明，但也可以固定载物台而移动观察光学系统。
此外，在上述说明中，通过观察光是可视光、检测光是红外光的例子来进行了说明，但为了不妨碍观察，如果能够从观察光学系统对检测光进行分支，则可以分别是任何波长的光。
例如，作为观察光，也可以使用深紫外光(DUV光)。在此情况下，由于与可视光相比景深变窄，因此如果不校正对焦位置，则图像的模糊变得非常严重。即使在这样的情况下，根据本发明，可以根据需要将对焦位置精细地移动，可以提高检查精度和检查效率。
此外，在上述说明中，作为对焦位置检测机构，对利用所谓刀刃法的结构进行了说明，但在方式上，只要是根据被检查体或被检查体的制造工序来改变对焦位置(第1目标对焦位置)，在规定的条件下第1目标对焦位置成为一定的自动聚焦模式即可，并不限于刀刃法。
例如，也可以是将使图像的对比度成为最大的位置作为第1目标对焦位置的对比度法。
在该情况下，由于在方式上，容易对第1目标对焦位置进行限定，因此根据本发明，具有能遍及整个层方向自由地设定检查位置(第2目标对焦位置)的优点。
此外，在上述说明中，以都具有颜色校正单元的例子来进行了说明，但在第2、第3实施方式中，在没有物镜的色差的偏差的情况下，或者在观察光与检测光没有波长差等情况下，也可以省略颜色校正单元。
此外，在上述说明中，图像检查装置作为单独的部件进行了说明，但例如也可以设置成宏观检查装置、微观检查装置的一部分。
根据本发明，可以依照被检查体，将条件设定信息从存储部调出并设定检查条件，利用从被检查体所反射的光，通过对焦位置检测机构检测出第1目标对焦位置。
另一方面，可以通过对焦位置校正单元，根据在存储部中作为条件设定信息而存储的偏移值，使第1目标对焦位置偏移，以设定作为观察者希望观察的位置的第2目标对焦位置。
并且，可以通过驱动单元朝着第2目标对焦位置驱动焦点位置移动机构，使载物台上的被检查体与观察光学系统之间的焦点深度方向的位置移动到第2目标对焦位置。
这样地，通过存储根据被检查体而决定的偏移值，不必从第1目标对焦位置起通过手工操作使对焦位置移动，而可以自动地对焦到适当的检查位置。
此处，偏移值也可以是0。
在本发明的图像检查装置中，优选为具有这样的结构在所述存储部中存储多个偏移值，所述对焦位置校正单元根据被检查体的检查部位选择所述多个偏移值中的任意一个，并设定所述第2目标对焦位置。
在该情况下，由于根据被检查体的检查部位而从多个偏移值中进行选择，因此能够根据被检查体的检查部位来改变第2目标对焦位置，可以针对各个检查部位而对焦到恰当的检查位置。
此处，可以根据对焦精度将被检查体的检查部位适当划分为合适的大小，分别对多个偏移值进行设置。例如，当被检查体的检查部位所必要的偏移值并没有太大的偏差时，可以将被检查体进行2分割或4分割等。例如，在被检查体是半导体晶片等的情况下，可以针对每一个管芯设置偏移值。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为具有参照被检查体的设计条件的设计条件参照单元；校正值运算部，其利用由该设计条件参照单元参照的设计条件而计算出所述偏移值。
在此情况下，由于利用由设计条件参照单元参照的设计条件，由校正值运算部计算出偏移值，因此可以容易地对偏移值进行设定。
此处，所谓被检查体的设计条件例如意味着检查部位中的层状结构的构成、高度、膜厚、材质、反射率、折射率、图形等。
这些设计条件只要能由设计条件参照单元进行参照，可以作为适当的表来进行存储，或者也可以是与被检查体的制造装置进行交换的CAD数据等设计/制造数据。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为具有测定值参照单元，其参照被检查体厚度方向的形状的测定值；校正值运算部，其利用由该测定值参照单元所参照的测定值而计算出所述偏移值。
在此情况下，由于利用由测定值参照单元所参照的被检查体厚度方向的形状的测定值，由校正值运算部计算出偏移值，因此，可以设定适合于所测定的形状的恰当的第2目标对焦位置。
此处，所谓被检查体厚度方向的形状的测定值例如意味着从规定位置起的边界面的高度、边界面间的层厚等的形状。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为还具有光分支单元，其将从所述被检查体反射的光从所述观察光学系统进行分支，在光轴方向可动地设置有用于将由所述光分支单元分支后的光成像在所述对焦位置检测机构上的校正光学元件，所述对焦位置校正单元通过在光轴方向上移动所述校正光学元件，而设定所述第2目标对焦位置。
在此情况下，由于在光轴方向上可动地设置用于将由光分支单元分支后的光成像在对焦位置检测机构上的校正光学元件，因此通过移动校正光学元件来移动来自被检查体的光的成像面，可以强制性地移动第1目标对焦位置，并设定成作为第2目标对焦位置。
因此，由于可以省略将观察光学系统驱动到第1目标对焦位置之后，再移动到第2目标对焦位置的功夫，因此可以迅速地进行对焦，可以提高检查效率。
此外，在本发明的图像检查装置中的设置所述校正光学元件的结构中，优选构成为使所述校正光学元件兼用作颜色校正单元，其根据所述对焦位置检测机构中所用的检测用光源和所述观察光学系统中所用的观察用光源的波长差，使所述第1目标对焦位置与所述观察光学系统相适应来进行校正。
在此情况下，由于校正光学元件兼用作颜色校正单元，因此可以减少零部件个数。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为使所述对焦位置检测机构的位置检测基准面可在光轴方向上移动，所述对焦位置校正单元通过在光轴方向上移动所述位置检测基准面，来设定所述第2目标对焦位置。
在此情况下，通过对焦位置校正单元来移动对焦位置检测机构的位置检测基准面，从而可以强制地移动第1目标对焦位置，设定成作为第2目标对焦位置。
因此，由于可以省略将观察光学系统驱动到第1目标对焦位置之后，再移动到第2目标对焦位置的功夫，因此可以迅速地进行对焦，可以提高检查效率。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为在所述观察光学系统中，在驱动所述焦点位置移动机构以便对焦到所述第1目标对焦位置后，所述对焦位置校正单元通过根据所述偏移值来设定所述焦点位置移动机构的移动量，来设定所述第2目标对焦位置。
在此情况下，由于在所述观察光学系统中，在驱动焦点位置移动机构以便对焦到所述第1目标对焦位置后，设定与偏移值对应的第2目标对焦位置，根据该值驱动焦点位置移动机构，所以可以不必在对焦位置检测机构中设置用于改变对焦位置检测机构的对焦的目标值的可动机构等，因此可以成为简单的结构。
此外，在本发明的图像检查装置中，优选构成为还具有光分支单元，其将从所述被检查体反射的光从所述观察光学系统分支，所述对焦位置检测机构利用所述分支后的光来检测出所述第1目标对焦位置。
此外，所述偏移值既可以是实验性地确定的值，也可以是使得所述第2目标对焦位置进入所述观察光学系统的景深内的被确定的值。
此外，也可以使所述对焦位置检测机构通过刀刃法来检测所述第1目标对焦位置。
权利要求
1.一种图像检查装置，其特征在于，具有放置被检查体的载物台；观察光学系统，其对从被检查体反射的光进行成像，使得能够观察；焦点位置移动机构，其将所述观察光学系统相对于所述载物台上的被检查体的在焦点深度方向的位置进行相对移动；对焦位置检测机构，其利用从所述被检查体反射的光，检测出对所述被检查体的第1目标对焦位置；对焦位置校正单元，其使所述第1目标对焦位置偏移，设定对所述被检查体的第2目标对焦位置；驱动单元，其向着所述第2目标对焦位置驱动所述焦点位置移动机构；以及存储部，其用于存储条件设定信息，该条件设定信息记述了包含用于设定所述第2目标对焦位置的至少一个偏移值在内的每个被检查体的检查条件，所述对焦位置校正单元根据所述条件设定信息的所述至少一个偏移值中的任何一个，而设定所述第2目标对焦位置。
2.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，在所述存储部中，存储有多个偏移值，所述对焦位置校正单元根据被检查体的检查部位，选择所述多个偏移值中的任意一个，而设定所述第2目标对焦位置。
3.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，其具有设计条件参照单元，其参照被检查体的设计条件；以及校正值运算部，其利用由该设计条件参照单元所参照的设计条件，计算出所述偏移值。
4.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，其具有测定值参照单元，其参照被检查体的厚度方向的形状的测定值；以及校正值运算部，其利用由该测定值参照单元所参照的测定值，计算出所述偏移值。
5.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，还具有光分支单元，其将从所述被检查体反射的光从所述观察光学系统进行分支，在光轴方向上可动地设置校正光学元件，该校正光学元件将由所述光分支单元分支后的光成像在所述对焦位置检测机构上，所述对焦位置校正单元通过在光轴方向上移动所述校正光学元件，来设定所述第2目标对焦位置。
6.根据权利要求5所述的图像检查装置，其特征在于，所述校正光学元件兼用作颜色校正单元，该颜色校正单元根据所述对焦位置检测机构所使用的检测用光源和所述观察光学系统所使用的观察用光源的波长差，使所述第1目标对焦位置与所述观察光学系统相适应来进行校正。
7.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，所述对焦位置检测机构的位置检测基准面可在光轴方向上移动，所述对焦位置校正单元通过在光轴方向上移动所述位置检测基准面，来设定所述第2目标对焦位置。
8.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，在所述观察光学系统中，在驱动所述焦点位置移动机构以便对焦到所述第1目标对焦位置后，所述对焦位置校正单元通过根据所述偏移值来设定所述焦点位置移动机构的移动量，来设定所述第2目标对焦位置。
9.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，还具有光分支单元，其将从所述被检查体反射的光从所述观察光学系统进行分支，所述对焦位置检测机构利用所述分支后的光来检测出所述第1目标对焦位置。
10.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，所述偏移值是实验性地确定的值。
11.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，所述偏移值是为了使所述第2目标对焦位置进入所述观察光学系统的景深内而确定的值。
12.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，所述对焦位置检测机构通过刀刃法来检测所述第1目标对焦位置。
全文摘要
一种图像检查装置。在图像检查装置中，即使被检查体的种类或制造工序等发生变化，也能够将自动聚焦的对焦位置校正为恰当的位置，可提高检查效率。为进行自动聚焦，从对焦位置检测部(102)通过颜色校正单元(103)、物镜(11)，将检测光(70)照射到基板(1)上，通过由光检测器(36)检测该反射光的位置，而检测出第1目标对焦位置。另一方面，在存储于存储部(3)中的明细中，存储有使第1目标对焦位置偏移的偏移值。并且，根据偏移值而移动颜色校正透镜组(31)的位置，设定到第2目标对焦位置，朝着该处驱动试样移动台(17)。
文档编号G01N21/958GK1800836SQ20051013503
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月21日 优先权日2004年12月24日
发明者仓田俊辅, 小室孝广 申请人:奥林巴斯株式会社