JPH10239589A - 干渉顕微鏡装置 - Google Patents

干渉顕微鏡装置

Info

Publication number
JPH10239589A
JPH10239589A JP9046390A JP4639097A JPH10239589A JP H10239589 A JPH10239589 A JP H10239589A JP 9046390 A JP9046390 A JP 9046390A JP 4639097 A JP4639097 A JP 4639097A JP H10239589 A JPH10239589 A JP H10239589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sample
reflected
light source
interference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9046390A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomio Endo
富男 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP9046390A priority Critical patent/JPH10239589A/ja
Publication of JPH10239589A publication Critical patent/JPH10239589A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料の観察部位の確認を容易にする。 【解決手段】 一定の波長でコヒーレントな光を発生す
るレーザー発振器1と、インコヒーレントな光を発生す
る光源3を設ける。レーザー発振器1から発生した光を
物体光線と参照光線とに2分割するハーフミラー2を設
ける。物体光線および光源3から発生した光を試料7に
照射する第1のレンズ8を設け、参照光線を平面ミラー
9に照射する第2のレンズ10を設ける。試料7で反射
した物体光線と平面ミラー9で反射した参照光線との干
渉光および試料7で反射した光源3からの光を検出する
光検出器11を設ける。光検出器11の出力から位相を
計算するコンピュータ13と、試料7を照射する光の垂
直な方向をX−Y面とし試料を入射光に対してX,Yに
移動させるX−Yステージ15を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて試料の
表面の凹凸を画像化する干渉顕微鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、物体光線と参照光線とを干渉さ
せ、その光の位相を利用して試料の凹凸を観察する装置
として、V.R.Tychinsky,I.N.Masalov,V.L.Pankov and
D.V.Ublinsky:OPTICS Comm.,Vol.74,(1989),pp.37-40.
にあるような位相干渉顕微鏡装置が知られている。この
装置は、図3に示すように、コヒーレントな一定の波長
の平面波を発生するレーザー発振器21と、レーザー発
振器21から発生したレーザー光を物体光線と参照光線
の2つに分解するハーフミラー22が設けられている。
ハーフミラー22で反射された物体光線の光路上には第
1のレンズ23が配置され、物体光線は第1のレンズ2
3を通って試料24に入射する。試料24に入射した物
体光線が試料24の表面で反射し、再び第1のレンズ2
3を通った反射光が入射する例えばCCDのような光検
出器25が設けられている。一方、ハーフミラー22を
透過した参照光線の光路上には第2のレンズ26が配置
され、参照光線は第2のレンズ26を通って基準平面ミ
ラー27に入射する。そして、基準平面ミラー27で反
射した参照光線は、再び第2のレンズ26を通ってハー
フミラー22で反射され、光検出器25に入射する。光
検出器25では試料24の反射光である物体光線と基準
平面ミラー27の反射光である参照光線が干渉した信号
を検出する。光検出器25にはメモリ28が接続され、
光検出器25で検出した結果を保存する。さらに、メモ
リ28にはコンピュータ29が接続されており、コンピ
ュータ29はメモリ28の干渉強度から位相を求める。
【0003】このとき、レーザー発振器21の発生する
レーザー光の波長をλ、位相の分解能をmとすれば、試
料24の表面の凹凸の分解能Dは、以下の式(1)で求
められる。 D=mλ/(4π)・・・(1)
【0004】ここで、波長:λを630nm、位相の分
解能:mを5°(0.087rad)とすれば、凹凸の
分解能:Dは約4nmとなり、凹凸の分解能が非常に高
くなる。試料24の表面に垂直な方向をZ軸、試料24
の表面に対して平行にX,Y軸をとると、この方法では
Z軸の方向の分解能は非常に高くなるが、X,Y方向に
ついては通常の顕微鏡と同じくレーザー光の波長:λ程
度の分解能となる。X,Y方向の分解能を高めるため
に、V.R.Tychinsky:OPTICS Comm.,Vol.74,(1989),pp.41
-45 に記載されているような位相を使った方法やV.R.Ty
chinsky:OPTICS Comm.,Vol.81,(1991),pp.131-137に記
載されているように偏光を使った方法も考案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
位相干渉顕微鏡には、以下のような問題点があった。レ
ーザー光線を参照光線と物体光線の2つの光線に分割
し、少なくとも一方を収束させて試料に照射すると、収
束されたレーザー光は図4に示すようにjinc関数にな
る。このときレーザ光によって試料の表面で照射される
部分はレーザー光の波長程度の大きさであり、この干渉
像を観察するためには干渉像の倍率を数千倍にする必要
がある。このため試料のどの部分を観察しているのか非
常に判りにくいという問題点があった。
【0006】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、試料の観察部位が容易に確認すること
ができる干渉顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項1の干渉顕微鏡は、一定の波長
でコヒーレントな光を発生する第1の光源と、白色光に
近いインコヒーレントな光を発生する第2の光源と、前
記第1の光源から発生した光を物体光線と参照光線とに
2分割する手段と、前記物体光線および前記第2の光源
から発生した光を試料に照射する手段と、前記参照光線
を参照物体または試料に照射する手段と、前記試料で反
射した物体光線と参照物体または試料で反射した参照光
線との干渉光および試料で反射した前記第2の光源から
の光を検出する光検出手段と、検出手段の出力から位相
を計算する位相演算手段と、試料を照射する光の垂直な
方向をX−Y面とし試料を入射光に対してX,Yに移動
させる移動手段とを備えて構成した。
【0008】また、本発明に係る請求項2の干渉顕微鏡
は、請求項1にあって、第2の光源に光の発生をオン、
オフする開閉手段を備えた。
【0009】本発明に係る請求項1の構成にあっては、
第1の光源から発生する一定波長でコヒーレントな光
(レーザー光)の光線を物体光線と参照光線に2分割
し、その一方を一点に収束させて試料に照射すると同時
に、第2の光源からインコヒーレントな平行光を通常の
落射照明として試料に照明する。反射した参照光線と物
体光線とを干渉させ検出手段に入射すると同時に、落射
照明による像を前記した同一の検出手段で検出する。こ
れにより検出手段で検出される画像は落射照明画像と、
レーザースポットの干渉画像が重なった画像になる。そ
して、落射照明画像で試料の位置を確認することで、試
料のどの位置の測定を行うかが確認可能になる。
【0010】本発明に係る請求項2の構成にあっては、
請求項1の作用のように、試料の測定位置を確認した
後、測定を開始する際に第2の光源を開閉手段で切り、
レーザー光の照明のみにする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1に基
づいて説明する。図1は本実施の形態の干渉顕微鏡装置
に備えた位相干渉光学系を示すブロック図である。
【0012】本実施の形態の干渉顕微鏡装置には、コヒ
ーレントな一定の波長の平面波を発生する第1の光源と
してのレーザー発振器1と、レーザー発振器1から発生
したレーザー光を物体光線と参照光線の2つの光線に分
割する手段としてのハーフミラー2が設けられている。
また、レーザー発振器1とは別に、白色光に近いインコ
ヒーレントな光を発生する第2の光源としてのハロゲン
等の電球からなる光源3が備えられ、光源3には光源3
をON、OFFするスイッチ4が接続されている。光源
3の前方には、光源3から発生した光を平行光にするコ
ンデンサレンズ5と、コンデンサレンズ5から出た平行
光を試料7に照射するための第2のミラー6が設けられ
ている。ハーフミラー2と試料7の間には、ハーフミラ
ー2で分割された一方の光線である物体光線および光源
3からの光を試料7の試料面に照射するための第1のレ
ンズ8が設けられている。また、ハーフミラー2で分割
されたもう一方の光線である参照光線を参照物体となる
平面ミラー9に照射するための第2のレンズ10が設け
られている。
【0013】さらに、試料7の試料面で反射した物体光
線の反射光と平面ミラー9で反射した参照光線の反射光
との干渉を検出するとともに、試料7で反射した光源3
からの光の反射を検出する光検出手段としてのCCD等
の光検出器11が設けられている。光検出器11には光
検出器11の出力をデジタル信号に変換するA/D変換
部12が接続され、A/D変換部12には画像の保存や
演算等を行う位相演算手段としてのコンピュータ13が
接続されている。コンピュータ13には取り込んだ画像
や演算結果を表示する表示部14が接続されている。
【0014】また、照明光(参照光線および光源3から
の光)が試料7に入射する方向をZ軸とし、試料7の表
面に対して平行にX―Y平面をとったとすると、試料7
を入射光線に対し垂直な平面で移動させる移動手段とし
ての2次元X―Yステージ15が備えられるとともに、
この2次元X―Yステージ15に試料7の合焦を調整す
るZ移動部16が接続されている。
【0015】次に、上記構成からなる本実施の形態の作
用について説明する。レーザー発振器1で発生したレー
ザー光はハーフミラー2で2分割され、ハーフミラー2
で反射する物体光線とハーフミラー2を透過する参照光
線となる。物体光線は第1のレンズ8を通り試料7の試
料面に入射し、参照光線は第2のレンズ10を通り平面
ミラー9に入射する。試料7の試料面に入射した物体光
線は試料面で反射し、再び第1のレンズ8を通った後ハ
ーフミラー2を透過して光検出器11に入射する。ま
た、平面ミラー9に入射した参照光線は平面ミラー9で
反射し、再び第2のレンズ10を通った後ハーフミラー
2で反射されて光検出器11に入射する。一方、ハロゲ
ン等の光源3から発生した光はコンデンサーレンズ5で
平行光となり、第2のミラー6で反射され、物体光線と
同じく第1のレンズ8を通って試料7の落射照明光とな
る。そして、試料7で反射した落射照明光の反射光は第
1のレンズ8を通って光検出器11に入射する。
【0016】表示部14では、試料7からの反射した落
射照明の画像が観察されるとともに、試料7で反射した
レーザー光(物体光線)と平面ミラー9からの反射光
(参照光線)が干渉した干渉画像が観察される。ここ
で、平面ミラー9からは一定の位相の反射光がかえって
くるので、干渉画像を形成する干渉光の強度の変化は試
料7の試料面の凹凸を示すことになる。光検出器11で
は、この干渉強度の変化と落射照明の画像を電気信号に
変換し、A/D変換部12でデジタル信号に変換してコ
ンピュータ13に保存する。コンピュータ13では取り
込んだ画像を表示部14に表示する。
【0017】試料7の表面を干渉光で測定を行う前に、
試料7の表面への焦点合わせを表示部14の画像を観察
しながら、Z移動部によりX―Yステージ15をZ方向
に移動して行う。この状態では図2に示すように、表示
部14には落射照明による画像と、レーザー光のレーザ
ースポット17からなる干渉画像が表示されている。そ
して、表示部14に表示されている画像の測定したい部
分に、レーザースポット17が照射されるようにX―Y
ステージ15を動かす。測定したい目的の位置にレーザ
ースポット17が移動したら、落射照明の光源3をスイ
ッチ4で切り、レーザー発振器1によるレーザー照明の
みとする。この時、光検出部11にはレーザー光の干渉
画像のみが入力されている。この状態で干渉画像をコン
ピュータ13に取り込み、干渉画像から位相を求め、前
記式(1)より高さ情報に変換し、その結果を表示部1
4に表示する。
【0018】本発明の実施の形態によれば、試料7の測
定を開始する前に、通常の落射照明の画像とレーザース
ポット17を同時に観察することで、試料7のどの部分
を測定するかを容易に設定することができる。また、落
射照明する光源3のON、OFFができるので、レーザ
ー光の干渉光による測定の妨げにならない。
【0019】なお、本実施の形態では、レーザー発振器
1からレーザー光をハーフミラー2で物体光線と参照光
線の2つに分割し、物体光線を試料7に照射するととも
に、参照光線を平面ミラー9に照射する構成としたが、
本発明は上記構成に限定されるものではなく、レーザー
発振器1と試料7との間に偏光板を配置してレーザー発
振器1からのレーザー光を物体光線と参照光線に分割し
て位相の検出をするノマルスキー方式でも実施すること
ができる。また、第1のレンズ8を交換可能として倍率
を変化させ、位置決めを始めは低倍で行い、徐々に高倍
にしてゆくようにすることも考えられる。このようにす
れば位置合わせが、より容易になる。他にも、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能なこと
は勿論である。
【0020】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の干渉顕
微鏡装置によれば、平行光による落射照明による画像と
レーザー光のスポットの干渉像を同時に観察することが
可能であるので、観察する試料のどの部分の測定をする
のかを容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の干渉顕微鏡装置に備え
た位相干渉光学系を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態の表示部に表示される落
射照明による画像とレーザースポットの干渉像を示す図
である。
【図3】従来の位相干渉光学系を示すブロック図であ
る。
【図4】収束されたレーザー光の強度を示す図である。
【符号の説明】
1 レーザー発振器 2 ハーフミラー 3 光源 4 スイッチ 5 コンデンサレンズ 6 第2のミラー 7 試料 8 第1のレンズ 9 平面ミラー 10 第2のレンズ 11 光検出器 12 A/D変換部 13 コンピュータ 14 表示部 15 X―Yステージ 16 Z移動部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年4月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定の波長でコヒーレントな光を発生す
    る第1の光源と、白色光に近いインコヒーレントな光を
    発生する第2の光源と、前記第1の光源から発生した光
    を物体光線と参照光線とに2分割する手段と、前記物体
    光線および前記第2の光源から発生した光を試料に照射
    する手段と、前記参照光線を参照物体または試料に照射
    する手段と、前記試料で反射した物体光線と参照物体ま
    たは試料で反射した参照光線との干渉光および試料で反
    射した前記第2の光源からの光を検出する光検出手段
    と、検出手段の出力から位相を計算する位相演算手段
    と、試料を照射する光の垂直な方向をX−Y面とし試料
    を入射光に対してX,Yに移動させる移動手段とを具備
    したことを特徴とする干渉顕微鏡装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の光源は、光の発生をオン、オ
    フする開閉手段を具備したことを特徴とする請求項1記
    載の干渉顕微鏡装置。
JP9046390A 1997-02-28 1997-02-28 干渉顕微鏡装置 Withdrawn JPH10239589A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9046390A JPH10239589A (ja) 1997-02-28 1997-02-28 干渉顕微鏡装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9046390A JPH10239589A (ja) 1997-02-28 1997-02-28 干渉顕微鏡装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10239589A true JPH10239589A (ja) 1998-09-11

Family

ID=12745830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9046390A Withdrawn JPH10239589A (ja) 1997-02-28 1997-02-28 干渉顕微鏡装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10239589A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001147376A (ja) * 1999-09-15 2001-05-29 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh レーザー走査型顕微鏡およびその参照補正方法
JP2002071312A (ja) * 2000-08-25 2002-03-08 Topcon Corp 照射位置測定装置
WO2007116679A1 (ja) * 2006-04-06 2007-10-18 Nidec-Read Corporation 光学測定装置及び光学測定方法
JP2007536539A (ja) * 2004-05-04 2007-12-13 カール マール ホールディング ゲーエムベーハー 特にマイクロシステム技術における幾何構成の干渉と画像化の組合せに基づく検出のための装置および方法
JP2009536326A (ja) * 2006-05-08 2009-10-08 カール マール ホールディング ゲーエムベーハー 特にマイクロシステムにおける、組み合わされた干渉及びイメージに基づく形状決定のための装置及び方法
JP2011519016A (ja) * 2007-12-14 2011-06-30 インテクプラス カンパニー、リミテッド 表面形状測定システム及びそれを用いた測定方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001147376A (ja) * 1999-09-15 2001-05-29 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh レーザー走査型顕微鏡およびその参照補正方法
JP2002071312A (ja) * 2000-08-25 2002-03-08 Topcon Corp 照射位置測定装置
JP2007536539A (ja) * 2004-05-04 2007-12-13 カール マール ホールディング ゲーエムベーハー 特にマイクロシステム技術における幾何構成の干渉と画像化の組合せに基づく検出のための装置および方法
WO2007116679A1 (ja) * 2006-04-06 2007-10-18 Nidec-Read Corporation 光学測定装置及び光学測定方法
JP2009536326A (ja) * 2006-05-08 2009-10-08 カール マール ホールディング ゲーエムベーハー 特にマイクロシステムにおける、組み合わされた干渉及びイメージに基づく形状決定のための装置及び方法
JP2011519016A (ja) * 2007-12-14 2011-06-30 インテクプラス カンパニー、リミテッド 表面形状測定システム及びそれを用いた測定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06137826A (ja) 形状検出方法およびその装置
JPH10300438A (ja) 内径測定方法および内径測定装置
KR19980033101A (ko) 고정밀 패턴 검사 방법 및 장치
JP2000249529A (ja) 欠陥検査装置および欠陥検査方法
JPH10239589A (ja) 干渉顕微鏡装置
JP2002228421A (ja) 走査型レーザ顕微鏡
JP3282790B2 (ja) 位相シフトマスクの欠陥検査装置
JP2002202107A (ja) パターン検査装置、パターン検査方法および露光装置ならびに電子装置の製造方法
JP3847422B2 (ja) 高さ測定方法及びその装置
KR100926019B1 (ko) 결함 입자 측정 장치 및 결함 입자 측정 방법
JPH09281401A (ja) 物体検査装置
JP2000193434A (ja) 異物検査装置
JPH10268200A (ja) 干渉顕微鏡装置
JP2828145B2 (ja) 光切断顕微鏡装置及びその光学手段の位置合わせ方法
JPH10232352A (ja) レーザ走査顕微鏡
JP2536718B2 (ja) レ―ザ走査顕微鏡
JP3184914B2 (ja) 表面形状測定方法および表面形状測定器
JP2886755B2 (ja) 微細構造の測定装置
JPH09281402A (ja) 物体観察装置
JP2002071327A (ja) 表面形状測定方法及び表面形状測定器
KR100270365B1 (ko) 고속 주사 간섭계 시스템
JP4367261B2 (ja) 顕微鏡観察方法、顕微鏡装置、及び画像処理装置
JP3037852B2 (ja) 微細構造の測定装置
EP0467343A2 (en) Optical heterodyne interferometer
CN120187998A (zh) 光测量装置、光测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040511