[发明专利]光学测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及光学测量设备。

背景技术

传统的光学测量设备包括动力转台，动力转台转动以切换各自具有不同倍率的多个筒状镜头(tube lens)，从而选择多个筒状镜头之一，这样可以容易地改变倍率。利用该结构，光学测量设备可用于对各种测量对象(工件)进行目视观测(例如参看日本专利No.3363703)。

例如，如图7所示的传统光学测量设备7中，从白光源710发出的白光经由反射镜720和分光器730穿过物镜740，这样白光照射工件W。照射工件W的白光在工件W的表面被反射，经由物镜740和分光器730穿过多个筒状镜头750(750A、750B、750C)中动力转台760选择开启的那个镜头(图中为筒状镜头750A)，进入电荷耦合元件(CCD)摄像头770。传统光学测量设备7利用上述结构观测工件W的图像。

最近，对各种观测的需求增加了，例如，观测被硅或薄膜覆盖的布线，观测形成在集成电路(IC)晶圆上的被例如阻焊剂的树脂薄膜覆盖的布线。然而，上述光学测量设备的一个问题是难以观测布线，这是由于照射光在工件W的表面被反射(即，在到达布线前被反射)。

为了解决上述问题，已知有可以执行例如近红外观测和荧光观测的特殊观测的设备。

近红外观测是通过利用近红外光的性质经由近红外光透射通过的物质进行的观测。近红外光的性质包括：与可见光相比，近红外光的波长要长；近红外光对肉眼不可见；以及与可见光不同，近红外光能够通过例如薄层硅材料和薄膜以及皮肤组织。

近红外观测的主要用途实例包括检查使用如薄层硅材料和薄膜的电路板以及供安全检查使用的静脉验证。

如图8所示，用于近红外观测的传统光学测量设备8采用仅发出近红外光的特殊光源810，如近红外发光二极管(LED)光源，并使从特殊光源810发出的近红外光经由反射镜820和分光器830穿过物镜840，这样，近红外光照射工件W。照射工件W的近红外光穿过工件W的表面并在未示出的布线上被反射，经由物镜840和分光器830穿过筒状镜头850，并进入C CD摄像头860。用于近红外观测的光学测量设备8用上述结构观测工件W内的布线的图像。

同时，荧光观测是用对应于工件的激发光照射工件，并观测从工件发出的荧光。具体而言，荧光观测利用如下现象观测工件内的布线：照射工件的光(激发光)被形成在工件表面的荧光材料的色素分子吸收后，荧光材料发出与荧光材料的厚度相对应的光(荧光)。由于覆盖布线的荧光材料的厚度随布线结构而不同，所以可以通过观测荧光材料发出的荧光的强度得到布线结构。这里，荧光材料是指发出荧光的材料，包括很多种材料。因而，对应于每种荧光材料的激发光和从每种荧光材料发出的荧光的波长不同。

荧光观测的主要用途实例包括检查使用阻焊剂的IC晶圆以及观测染有荧光色素的生物组织或细胞。

如图9所示，用于荧光观测的传统光学测量设备9采用仅发出激发光的特殊光源910，并在从特殊光源910发出的激发光的光轴上配有激发滤波器920，只有波长对应于工件W的激发光可以透射通过激发滤波器920。利用该结构，得到对应于工件W的激发光，所得到的激发光经由反射镜930和分色镜940透射通过物镜950，这样激发光照射工件W。然后，从被激发光照射的工件W发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光。来自工件W的荧光和激发光经由物镜950和分色镜940通过只有荧光可透射通过的荧光滤波器970。经过荧光滤波器970的荧光穿过筒状镜头960进入CCD摄像头980。用于荧光观测的传统光学测量设备9用上述结构观测工件W内的布线的图像。

然而，对于仅用近红外光照射工件的这种结构，例如上述用于近红外观测的光学测量设备，不能执行需要用白光照射工件W的普通目视观测。

类似地，对于仅用对应于工件的激发光照射工件的结构，例如上述用于荧光观测的光学测量设备，不能执行需要用白光照射工件W的普通目视观测。

发明内容

本发明的目的是提供一种对测量对象不但可以进行目测观测而且可以进行如近红外观测和荧光观测等的特殊观测的光学测量设备。