JPH0915503A

JPH0915503A - 微分干渉顕微鏡

Info

Publication number: JPH0915503A
Application number: JP7188510A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oki; 裕史大木; Yutaka Iwasaki; 豊岩崎; Jun Iwasaki; 純岩崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】微分干渉像のコントラストを調整することの
できる微分干渉顕微鏡を提供すること。【構成】被検物体が鏡面であるときに検光子に達する
反射光が円偏光になるように構成され、検光子は、アナ
ライザ角が可変の偏光ビームスプリッターを有し、光検
出手段は、偏光ビームスプリッターを透過した光を検出
するための第１光検出器と、偏光ビームスプリッターで
反射された光を検出するための第２光検出器とを有し、
像形成手段は、第１光検出器の出力と第２光検出器の出
力との差に基づいて、偏光ビームスプリッターのアナラ
イザ角に応じたコントラストを有する微分干渉像を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微分干渉顕微鏡に関し、
特にＩＣパターンや金属表面などの観察に適したレーザ
ー走査型微分干渉顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザー走査型微分干渉顕微鏡と
して、本出願人の出願による特開平３−９１７０９号公
報に開示されているように、公知の結像型微分干渉顕微
鏡の構成をレーザー走査光学系に移し変えた構成のもの
が知られている。この公報に開示のレーザー走査型微分
干渉顕微鏡によれば、フレアーが少ないなどのレーザー
走査顕微鏡に特有のメリットを得ることができる。

【０００３】また、Ｏ plus Ｅ誌の1992年10月号におい
て 70 〜72ページに開示されている、レーザー走査型微
分干渉顕微鏡を応用した非接触表面粗さ計では、従来の
検光子に代えて偏光ビームスプリッターを用い、この偏
光ビームスプリッターの透過光と反射光とを同時に検出
している。そして、透過光の検出信号と反射光の検出信
号との差信号に基づいて微分干渉像を形成することによ
り、被検物体の反射率変化が像に及ぼす影響を抑えてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に開示された従来のレーザー走査型微分干渉顕微鏡
では、得られる微分干渉像は従来の結像型微分干渉顕微
鏡で得られる像と何ら変わらなかった。また、上述の文
献に開示された従来のレーザー走査型微分干渉顕微鏡で
は、反射率変化の影響を抑えた微分干渉像を得ることが
できる。しかしながら、得られる微分干渉像のコントラ
ストは一定であり、必ずしも最高のコントラストが得ら
れるとは限らず、またコントラストの調整も不可能だっ
た。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、微分干渉像のコントラストを調整することの
できる微分干渉顕微鏡を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、空間的にコヒーレントな光を供
給するための光源と、該光源からの光を被検物体上に集
光するための対物レンズと、該対物レンズを介して前記
被検物体上の異なる位置に２つの光スポットを形成する
ために前記光源からの入射光をその偏光成分によって２
つの光に分割するための少なくとも１つの複屈折プリズ
ムと、前記２つの光スポットを前記被検物体上で走査す
るための走査手段と、前記２つの光スポットに対する前
記被検物体からの反射光または透過光のうち一方を入射
し、該一方の光のうち特定の偏光成分を選択するための
検光子と、該検光子を介して選択された光を検出するた
めの光検出手段と、該光検出手段の出力に基づいて前記
被検物体の微分干渉像を形成するための像形成手段とを
備えた微分干渉顕微鏡において、前記微分干渉顕微鏡
は、前記被検物体が前記２つの光に対して相対的に強度
および位相を変化させないときに前記検光子に達する一
方の光が円偏光になるように構成され、前記検光子は、
アナライザ角が可変の偏光ビームスプリッターを有し、
前記光検出手段は、前記偏光ビームスプリッターを透過
した光を検出するための第１光検出器と、前記偏光ビー
ムスプリッターで反射された光を検出するための第２光
検出器とを有し、前記像形成手段は、前記第１光検出器
の出力と前記第２光検出器の出力との差に基づいて、前
記偏光ビームスプリッターのアナライザ角に応じたコン
トラストを有する微分干渉像を形成することを特徴とす
る微分干渉顕微鏡を提供する。

【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記検光
子は、光軸に対して固定された偏光ビームスプリッター
と、該偏光ビームスプリッターの入射側に配置され且つ
偏光回転角が可変の旋光子とを有する。この場合、前記
偏光回転角が可変の旋光子は、光軸に対して回転可能な
１／２波長板であることが好ましい。

【０００８】

【作用】一般に、微分干渉顕微鏡では、被検物体上に存
在する幾何学的な段差に対して、ほぼ微分像に等しいコ
ントラストを与えることができる。しかしながら、被検
物体上に存在する一般的な段差は、単に表面の凹凸（幾
何学的な段差）だけからなるわけではない。たとえば、
ガラス基板上に蒸着されたクロームのパターンを考える
と、蒸着面の境界においてクローム膜厚に相当する幾何
学的段差が存在するだけではなく、光の反射率も段差の
両側において大きく変化している。

【０００９】このように、一般の段差は、入射する光の
位相および振幅をともに変調するという性質を有する。
したがって、互いに異なる段差に対しては、位相および
振幅の変調される度合も当然に異なってくる。こうした
様々な段差に対して、固定した光学系を介して常に最良
のコントラストを有する微分干渉像を得ることはできな
い。しかしながら、本発明の発明者らは、種々研究を重
ねた結果、従来のレーザー走査型微分干渉顕微鏡の構成
に簡易な新規構成を付加することにより、いかなる段差
に対しても最良のコントラストの微分干渉像を得ること
のできる微分干渉顕微鏡に想到した。

【００１０】以下、本発明の微分干渉顕微鏡の作用を理
論的に説明する。なお、段差は基本的に１次元特性を有
するため、以下の解析では光学系を含めすべてを１次元
的に取り扱う。実際の光学系は２次元特性を有するが、
後述の各式に対して直交する座標系を導入するだけで２
次元化を容易に行うことができることはいうまでもな
い。また、以下の作用および実施例の説明において、空
間的にコヒーレントな光としてレーザー光を用いるもの
とする。

【００１１】被検物体上に一次元座標ｘを設定し、原点
ｘ＝０に段差が存在するものとする。物体はｘ＝０を除
いて平坦であり、物体の複素振幅分布Ｏ（ｘ）が次の式
（１）で与えられるものとする。

【数１】

【００１２】式（１）において、ａおよびｂは、それぞ
れｘ≦０の領域およびｘ＞０の領域における物体の反射
率の平方根（すなわち振幅反射率）である。また、Ψは
段差によって生じる入射光の位相変化量である。次い
で、この段差位置における微分干渉像の強度Ｉを求め
る。段差位置すなわちｘ＝０において、微分干渉顕微鏡
によって被検物体上に形成された２つのレーザースポッ
トは、段差を挟んでその両側の対称な位置にある。すな
わち、２つのレーザースポット間の距離を２δとすれ
ば、第１のスポット中心はｘ＝δにあり、第２のスポッ
ト中心はｘ＝−δにある。

【００１３】まず、第１スポットについて考える。物体
上でのレーザースポットの振幅分布をｕ（ｘ）とすれ
ば、第１スポットの回折により方向余弦α方向に回折さ
れる光の複素振幅Ｐ₁は、次の式（２）で与えられる。

【数２】

【００１４】同様に、第２スポットについて、その回折
により方向余弦α方向に回折される光の複素振幅Ｐ
₂は、次の式（３）で与えられる。

【数３】

【００１５】レーザー光射出点（光源）から検光子の直
前までの間の光学系が第１スポットに対応する光と第２
スポットに対応する光とに与える位相差（すなわち被検
物体として鏡面を用いたときに検光子直前における両ス
ポットに対応する光の位相差）をθとし、検光子（偏光
ビームスプリッター）の方位角（アナライザ角）をφと
すると、検光子（偏光ビームスプリッター）の透過光強
度ｉ_Tおよび反射光強度ｉ_Rは、次の式（４）および
（５）でそれぞれ与えられる。

【００１６】

【数４】

【数５】

【００１７】実際には、レンズの開口数ＮＡよりも小さ
い方向余弦の回折光はすべて受光される。したがって、
透過光全強度Ｉ_Tおよび反射光全強度Ｉ_Rは、次の式
（６）および（７）でそれぞれ与えられる。

【００１８】

【数６】

【数７】

【００１９】したがって、透過光全強度Ｉ_Tと反射光全
強度Ｉ_Rとの差信号Ｓは、次の式（８）で与えられる。

【数８】

【００２０】式（８）に式（１）〜（７）を代入する
と、次の式（９）に示す関係が得られる。

【数９】

【００２１】本発明では、式（９）において位相差θ＝
π／２と設定することにより、次の式（10）で示す関係
が成立する。

【数１０】

【００２２】なお、式（10）において、Ｃは物体に依存
しない装置定数であり、次の式（11）で与えられる。

【数１１】

【００２３】式（10）の右辺は、次の式（12）に示すよ
うに、ベクトルの内積の形で表される。

【数１２】

【００２４】したがって、段差位置における差信号Ｓ
は、アナライザ角φが次の式（13）を満たすときに最大
となる。

【数１３】また、式(12)を参照すれば、式(13)を満たすφに±π／
４を加えたアナライザ角において、段差位置における差
信号Ｓが最小（ゼロ）になることがわかる。

【００２５】以下、本発明において位相差θ＝π／２と
設定する理由について説明する。まず、式（９）の右辺
において位相差θを含む部分 cos（θ＋Ψ）は、θ＝π
／２と設定することにより、式（10）に示すように sin
Ψとして差信号Ｓに含まれるようになる。こうして、微
小段差に応じた微小な位相差Ψに対する差信号Ｓの感度
は、位相差θ＝π／２と設定することにより最も良好に
なる。換言すれば、位相差θ＝π／２と設定することに
より、微小段差に対するコントラストを大きくすること
ができる。

【００２６】次いで、位相差θ＝π／２と設定すること
により、段差の両側のエッジに対するコントラストを同
時に最大（または最小）にすることができる。段差部分
の振幅反射率をｂとし、その両側の平坦部の振幅反射率
をａとすると、一方のエッジでは振幅反射率がａからｂ
へ変化するとともに段差による位相差が０からΨに変化
する。また、他方のエッジでは振幅反射率がｂからａへ
変化するとともに段差による位相差がΨから０に変化す
る。

【００２７】すなわち、式(13)の右辺において、一方の
エッジと他方のエッジとでは、ａとｂとが入れ代わると
ともに位相差Ψの符号が逆になる。ところで、ａとｂと
を入れ代えるとともに位相差Ψの符号を逆にしても、式
(13)の右辺の値は変化しない。これは、一方のエッジの
コントラストを最大（または最小）にするアナライザ角
と他方のエッジのコントラストを最大（または最小）に
するアナライザ角とが等しいことを意味している。換言
すれば、位相差θ＝π／２と設定することにより、同一
のアナライザ角で段差の両側のエッジに対するコントラ
ストを同時に最大（または最小）にすることができる。

【００２８】仮に、位相差θ＝π／２ではなくθ＝０と
設定すると、段差位置における差信号Ｓは、アナライザ
角φが次の式（14）を満たすときに最大となる。

【数１４】

【００２９】上述の式（14）において、ａとｂとを入れ
代えるとともに位相差Ψの符号を逆にすると、右辺の値
は変化してしまう。すなわち、本発明のように位相差θ
＝π／２と設定しなければ、一方のエッジに対するコン
トラストを最大（または最小）にしても、その時のアナ
ライザ角に対して他方のエッジに対するコントラストは
最大（または最小）にならなくなってしまう。

【００３０】このように、本発明では、検光子の直前ま
でに光学系が２つのスポットに対応する光に加える位相
差をπ／２に、すなわち検光子に達する光が円偏光にな
るようにするとともに、偏光ビームスプリッターのアナ
ライザ角φを可変にする。こうして、任意の段差に対し
て段差位置における差信号を最大から最小まで変化させ
ることが、すなわち任意の段差に対して形成される微分
干渉像のコントラストを随時調整することができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる微分
干渉顕微鏡の構成を概略的に示す図である。図１の微分
干渉顕微鏡は、空間的にコヒーレントな光として、たと
えば図１の紙面に平行な偏光方向を有する直線偏光レー
ザービームを供給するレーザー光源１を備えている。レ
ーザー光源１からのレーザービームは、コリメートレン
ズ２を介して平行光となり、ハーフミラー３に入射す
る。

【００３２】ハーフミラー３で図中下方に反射されたレ
ーザービームは、２次元走査装置４で空間的に偏向され
た後、ノマルスキープリズム５に入射する。ノマルスキ
ープリズム５は、入射レーザービームの偏光方向に対し
て４５°で交差する光学軸を有し、入射レーザービーム
を偏光成分によって２つの光に分割するための複屈折プ
リズムである。ノマルスキープリズム５を介して２つに
分割された光は、対物レンズ６を介して集光され、ステ
ージ８上に載置された基板のような被検物体７上に２つ
のレーザースポットを形成する。

【００３３】このように、ノマルスキープリズム５の作
用によって、被検物体７上には僅かに間隔を隔てた２つ
のレーザースポットが形成される。そして、これら２つ
のレーザースポットは、２次元走査装置４の２次元偏向
作用により、物体７を２次元的に走査する。２つのレー
ザースポットに対する物体７からの２つの反射レーザー
ビームは、再び対物レンズ６を通過した後、ノマルスキ
ープリズム５を介して合成される。

【００３４】ここで、ノマルスキープリズム５は、２つ
のレーザースポットに対応する光に対して往復でπの整
数倍の位相差を加えるように、光軸に対する挿入位置が
規定されている。したがって、物体７が平坦で段差のな
い表面、すなわち鏡面である場合、ノマルスキープリズ
ム５を介した２つの反射レーザービームの位相差はπの
整数倍になる。換言すれば、２つのレーザースポットに
対する物体７からの２つの反射レーザービームは、ノマ
ルスキープリズム５を介して図１の紙面に平行な偏光方
向を有する直線偏光レーザービームに合成される。

【００３５】ノマルスキープリズム５を介した合成レー
ザービームは、再び２次元走査装置４を介して平行光束
となり、ハーフミラー３に入射する。なお、２次元走査
装置４を介した平行光束は、２次元走査装置４の偏光作
用を２度受けることによって、空間中に静止した状態と
なる。

【００３６】ハーフミラー３を透過した合成レーザービ
ームは、ミラー９を介して１／４波長板１０に入射す
る。１／４波長板１０は、物体７が鏡面である場合に１
／４波長板１０に入射する合成直線偏光レーザービーム
の直線偏光方向に対して方位角π／４で位置決めされて
いる。したがって、物体７が鏡面である場合、１／４波
長板１０を介したレーザービームは、円偏光となって、
光軸を中心として回転可能な１／２波長板１１に入射す
る。

【００３７】１／２波長板１１を介したレーザービーム
は、偏光ビームスプリッター１２で透過光と反射光とに
分離される。このように、１／２波長板１１は偏光回転
角が可変の旋光子であり、回転可能な１／２波長板１１
と固定された偏光ビームスプリッター１２とにより、ア
ナライザ角が可変の偏光ビームスプリッターが構成され
ている。偏光ビームスプリッター１２を透過した光は、
光検出器１３で検出され、光電変換される。一方、偏光
ビームスプリッター１２で反射された光は、光検出器１
４で検出され、光電変換される。

【００３８】光検出器１３および光検出器１４で光電変
換された電気信号は、それぞれ差動アンプ１５に供給さ
れる。差動アンプ１５では、光検出器１３からの信号と
光検出器１４からの信号とに基づいて差信号Ｓを求め、
求めた差信号Ｓを同期装置１６に供給する。同期装置１
６は、２次元走査装置４の作動に応じたレーザースポッ
トの走査位置情報と差動アンプ１５からの差信号Ｓとを
同期させて画像表示装置１７に供給する。

【００３９】画像表示装置１７では、レーザースポット
の走査位置情報と差信号Ｓとに基づいて微分干渉像を形
成し、形成した微分干渉像を表示する。なお、画像表示
装置１７で表示される微分干渉像のコントラストは、１
／２波長板１１による偏光回転角に、ひいては偏光ビー
ムスプリッターのアナライザ角に依存して変化する。す
なわち、第１実施例では、１／２波長板１１を光軸を中
心として適宜回転させることにより、得られる微分干渉
像のコントラストが変化する。

【００４０】なお、１／２波長板１１による偏光回転角
すなわちアナライザ角が前述の式（13）のφを満たすと
きに、微分干渉像のコントラストを最大にすることがで
きる。また、前述の式（13）のφに±π／４を加えたア
ナライザ角を用いることにより、微分干渉像のコントラ
ストを最小にすることができる。すなわち、第１実施例
では、１／２波長板１１を光軸を中心として適宜回転さ
せることにより、得られる微分干渉像のコントラストを
最大から最小まで随時調整することができる。

【００４１】図２は、本発明の第２実施例にかかる微分
干渉顕微鏡の構成を概略的に示す図である。図２の微分
干渉顕微鏡は、第１実施例の微分干渉顕微鏡と類似の構
成を有するが、第２実施例では加算アンプ２１および選
択装置２２が付設されている点だけが基本的に相違す
る。したがって、図２において、第１実施例の要素と同
様の機能を有する要素には、同じ参照符号を付してい
る。以下、第１実施例との相違点に着目して、第２実施
例の構成および動作を説明する。

【００４２】図２の微分干渉顕微鏡では、レーザー光源
１からのレーザービームは、コリメートレンズ２、ハー
フミラー３、２次元走査装置４、ノマルスキープリズム
５および対物レンズ６を介して、ステージ８上に載置さ
れた被検物体７上に２つのレーザースポットを形成す
る。２つのレーザースポットに対する物体７からの２つ
の反射レーザービームは、再び対物レンズ６を通過した
後、ノマルスキープリズム５を介して合成される。

【００４３】ノマルスキープリズム５を介した合成レー
ザービームは、２次元走査装置４、ハーフミラー３、ミ
ラー９を介して、１／４波長板１０に入射する。物体７
が鏡面である場合、１／４波長板１０を介したレーザー
ビームが円偏光となって１／２波長板１１に入射するこ
と、および１／２波長板１１が光軸を中心として回転可
能である点は、第１実施例と同様である。次いで、偏光
ビームスプリッター１２を透過した光は光検出器１３で
検出され、偏光ビームスプリッター１２で反射された光
は光検出器１４で検出される。

【００４４】光検出器１３および光検出器１４で光電変
換された電気信号は、差動アンプ１５および加算アンプ
２１に供給される。差動アンプ１５では光検出器１３か
らの信号と光検出器１４からの信号とに基づいて差信号
Ｓを求め、加算アンプ２１では光検出器１３からの信号
と光検出器１４からの信号とに基づいて和信号Ｗを求め
る。差動アンプ１５で求められた差信号Ｓおよび加算ア
ンプ２１で求められた和信号Ｗは、選択装置２２に供給
される。選択装置２２は、差信号Ｓと和信号Ｗとのうち
いずれか一方の信号を選択して、同期装置１６に供給す
る。

【００４５】同期装置１６は、２次元走査装置４の作動
に応じたレーザースポットの走査位置情報と選択装置２
２からの信号ＳまたはＷと同期させて画像表示装置１７
に供給する。画像表示装置１７では、レーザースポット
の走査位置情報と信号ＳまたはＷとに基づいて像を形成
し、形成した像を表示する。なお、選択装置２２が差信
号Ｓを選択した場合には画像表示装置１７には微分干渉
像が形成され、選択装置２２が和信号Ｗを選択した場合
には画像表示装置１７には明視野像が形成される。

【００４６】選択装置２２が差信号Ｓを選択した場合、
画像表示装置１７で表示される微分干渉像のコントラス
トは、１／２波長板１１による偏光回転角に、ひいては
偏光ビームスプリッターのアナライザ角に依存して変化
する。すなわち、第２実施例においても、１／２波長板
１１を光軸を中心として適宜回転させることにより、得
られる微分干渉像のコントラストを最大から最小まで随
時調整することができる。

【００４７】なお、上述の第１および第２実施例におけ
る２次元走査装置４として、振動ミラーや回転多面鏡や
音響光学素子などが公知である。しかしながら、２次元
走査装置４はこれらの公知手段に限定されるものではな
く、他の適当な偏向部材を用いることができることはい
うまでもない。また、上述の第１および第２実施例で
は、２次元走査装置４としてレーザービームを空間的に
偏向させる方式を用いているが、ステージ８を２次元的
に走査する方式を用いることもできる。

【００４８】また、上述の第１および第２実施例では、
物体７からの反射光が２次元走査装置４を再び通過し、
レーザービームが空気中で静止状態になってハーフミラ
ー３に入射するように構成されている。しかしながら、
このような構成は本発明において不可欠な要件ではな
い。反射光が２次元走査装置４を往復しない場合、１／
４波長板１０、１／２波長板１１、偏光ビームスプリッ
ター１２および光検出器１３，１４が十分な開口を有
し、物体７からの反射光を遮ることなく通過または受光
することができるようにし、且つ走査に伴うレーザービ
ームの変位量が１／４波長板１０、１／２波長板１１、
偏光ビームスプリッター１２の偏光素子としての作用を
著しく劣化させない程度に抑えた構成にすればよい。

【００４９】さらに、上述の第１および第２実施例で
は、鏡面を観察したときに直線偏光レーザービームが１
／４波長板１０に入射するように構成している。しかし
ながら、１／４波長板１０の直前においてレーザービー
ムがすでに円偏光となるように、ノマルスキープリズム
５の光軸に対する挿入位置などを規定して光学系を調整
すれば、１／４波長板１０を省略することができる。

【００５０】また、上述の第１および第２実施例では、
光軸を中心として回転可能な１／２波長板１２の作用に
よって、固定された偏光ビームスプリッターのアナライ
ザ角を変化させている。しかしながら、１／２波長板１
２に限定されることなく、偏光回転作用のある旋光子と
して、たとえば磁気光学効果を用いたファラデーローテ
ータや電気光学効果を応用した旋光子を用いることもで
きる。さらに、偏光ビームスプリッター１２と光検出器
１３および１４とが一体的に光軸回りに回転可能であれ
ば、１／２波長板１１のような偏光回転が可変の旋光子
を省略することができることはいうまでもない。

【００５１】なお、上述の実施例では、被検物体の反射
光を検出するタイプの顕微鏡について説明したが、試料
を透過した光を検出するようにしても良い。その場合
は、図１を用いて説明すると、レーザー光源１、コリメ
ートレンズ２、２次元走査装置４、ノマルスキープリズ
ム５および対物レンズ６は、被検物体７の裏面から光を
照射するように配置される。さらに、試料を透過した光
の光路中に、対物レンズおよびノマルスキープリズムを
配置すれば良い。

【００５２】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、任意の
段差に対してその微分干渉像のコントラストを随時変化
させることのできる差動型のレーザー走査型微分干渉顕
微鏡を実現することができる。本発明のコントラスト調
整機能により、いかなる段差に対しても最大のコントラ
ストで観察することが可能になるばかりでなく、観察者
にとって興味のない段差のコントラストを最小にするこ
とにより所望の段差の画像のみを残して観察することも
可能になる。このように、段差を選択して観察する本発
明の機能は、ＩＣパターンなどの欠陥検査やごみ検査な
どにおいて大きな威力を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる微分干渉顕微鏡の
構成を概略的に示す図である。

【図２】本発明の第２実施例にかかる微分干渉顕微鏡の
構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１レーザー光源２コリメートレンズ３ハーフミラー４２次元走査装置５ノマルスキープリズム６対物レンズ７被検物体８ステージ９ミラー１０１／４波長板１１１／２波長板１２偏光ビームスプリッター１３，１４光検出器１５差動アンプ１６同期装置１７画像表示装置２１加算アンプ２２選択装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空間的にコヒーレントな光を供給するた
めの光源と、該光源からの光を被検物体上に集光するた
めの対物レンズと、該対物レンズを介して前記被検物体
上の異なる位置に２つの光スポットを形成するために前
記光源からの入射光をその偏光成分によって２つの光に
分割するための少なくとも１つの複屈折プリズムと、前
記２つの光スポットを前記被検物体上で走査するための
走査手段と、前記２つの光スポットに対する前記被検物
体からの反射光または透過光のうち一方を入射し、該一
方の光のうち特定の偏光成分を選択するための検光子
と、該検光子を介して選択された光を検出するための光
検出手段と、該光検出手段の出力に基づいて前記被検物
体の微分干渉像を形成するための像形成手段とを備えた
微分干渉顕微鏡において、前記微分干渉顕微鏡は、前記被検物体が前記２つの光に
対して相対的に強度および位相を変化させないときに前
記検光子に達する一方の光が円偏光になるように構成さ
れ、前記検光子は、アナライザ角が可変の偏光ビームスプリ
ッターを有し、前記光検出手段は、前記偏光ビームスプリッターを透過
した光を検出するための第１光検出器と、前記偏光ビー
ムスプリッターで反射された光を検出するための第２光
検出器とを有し、前記像形成手段は、前記第１光検出器の出力と前記第２
光検出器の出力との差に基づいて、前記偏光ビームスプ
リッターのアナライザ角に応じたコントラストを有する
微分干渉像を形成することを特徴とする微分干渉顕微
鏡。
【請求項２】前記検光子は、光軸に対して固定された
偏光ビームスプリッターと、該偏光ビームスプリッター
の入射側に配置され且つ偏光回転角が可変の旋光子とを
有することを特徴とする請求項１に記載の微分干渉顕微
鏡。
【請求項３】前記偏光回転角が可変の旋光子は、光軸
に対して回転可能な１／２波長板であることを特徴とす
る請求項２に記載の微分干渉顕微鏡。
【請求項４】前記検光子は、光軸を中心として回転可
能な偏光ビームスプリッターを有し、前記第１光検出器および前記第２光検出器は、前記偏光
ビームスプリッターと一体的に回転するように構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の微分干渉顕微
鏡。
【請求項５】前記光源は、所定の偏光方向を有する直
線偏光を前記少なくとも１つの複屈折プリズムに供給
し、前記被検物体が前記２つの光に対して相対的に強度およ
び位相を変化させないときに、前記少なくとも１つの複
屈折プリズムは、前記２つの光スポットに対する前記被
検物体からの一方の光を合成して直線偏光を生成し、前
記合成される２つの光の一方に対して他方がπの整数倍
の位相差を付与するように位置決めされ、前記検光子の入射側には、前記少なくとも１つの複屈折
プリズムを介して合成された直線偏光を円偏光に変換す
るための１／４波長板が設けられていることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微分干渉顕微
鏡。
【請求項６】前記被検物体が前記２つの光に対して相
対的に強度および位相を変化させないときに、前記検光
子に達する一方の光が円偏光になるように、前記少なく
とも１つの複屈折プリズムの光軸に対する挿入位置が規
定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の微分干渉顕微鏡。