JPH11271630A

JPH11271630A - 微分干渉顕微鏡

Info

Publication number: JPH11271630A
Application number: JP10077805A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Iwasaki; 豊岩崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で消費電力の小さい微分干渉顕微鏡を低
コストで提供する。【解決手段】光源からの光はノマルスキープリズムに
よって偏光成分の異なる２つの光に分割されたあと被検
物体に照射され、被検物体からの反射光は再びノマルス
キープリズムで合成されて偏光フィルターに入射する。
偏光フィルターは入射光から２つの偏光成分を選択して
二次元イメージセンサへと送る。二次元イメージセンサ
は、偏光フィルターで選択された一方の偏光成分を隣接
する一対の画素の一方で受光し、選択された他方の偏光
成分を一対の画素の他方で受光する。画像形成装置は、
一対の画素から出力される画像信号に基づいて被検物体
の微分干渉像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微分干渉顕微鏡に関
するものであり、特にＩＣパターンや金属表面などの観
察に適した微分干渉顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣパターンや金属表面上の微小構造や
微小段差を観察する手段として、微分干渉顕微鏡が広く
用いられている。本願の出願人は、差動型の微分干渉顕
微鏡において検光子のアナライザ角を変化させることに
よって、被検物体の差動微分干渉像のコントラストを変
化させることができるような微分干渉顕微鏡を既に出願
しており、それは特開平９−１５５０３で公開されてい
る。また、本願の出願人によって出願された別の形態の
微分干渉顕微鏡（あるいは段差測定装置）が特開平９−
１４５３２９に開示されている。

【０００３】まず、特開平９−１５５０３の微分干渉顕
微鏡について以下に説明する。図５は、特開平９−１５
５０３で開示されている微分干渉顕微鏡の概略構成図で
ある。この微分干渉顕微鏡では、紙面に平行な偏光方向
を有するレーザービームがレーザ光源５１から出射さ
れ、出射されたレーザービームはコリメートレンズ５２
を介して平行光となり、ハーフミラー５３に入射する。
ハーフミラー５３で下方に反射されたレーザービームは
二次元走査装置５４で空間的に偏向された後、ノマルス
キープリズム５５に入射する。複屈折プリズムの一種で
あるノマルスキープリズム５５は、入射したレーザービ
ームの偏光方向に対して４５度で交差する光学軸を有し
ており、入射レーザービームを振動方向の異なる２つの
レーザービームに分割する。ノマルスキープリズム５５
によって２つに分解されたレーザービームは、対物レン
ズ５６を介して集光され、ステージ５８上に配置された
被検物体５７上に２つのレーザースポットを形成する。
これら２つのレーザースポットは、二次元走査装置５４
の二次元偏向作用により、被検物体５７上を２次元的に
走査する。

【０００４】被検物体５７によって反射された２つのレ
ーザービームは、再び対物レンズ５６を通過した後、ノ
マルスキープリズム５５を介して合成される。ノマルス
キープリズム５５は、２つのレーザービームに対して、
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、被検物体５
７が鏡面である場合、ノマルスキープリズム５５を介し
た２つの反射レーザービームの位相差はπの整数倍とな
る。換言すれば、２つのレーザースポットに対応する被
検物体５７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５５を介して、図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。

【０００５】ノマルスキープリズム５５によって合成さ
れた合成レーザービームは、二次元走査装置５４を介し
て平行ビームとなって、ハーフミラー５３に入射する。
ハーフミラー５３を透過した合成レーザービームは、ミ
ラー５９を介して１／４波長板６０に入射する。１／４
波長板６０は、被検物体５７が鏡面である場合に１／４
波長板６０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、被検物体５７が鏡面である場合、１／
４波長板６０を介したレーザービームは円偏光となっ
て、１／２波長板６１に入射する。１／２波長板６１
は、光軸を中心として回転できるように設置されてい
る。

【０００６】１／２波長板６１を介したレーザービーム
は、偏光ビームスプリッタ６２で透過光と反射光とに分
離される。１／２波長板６１は偏光回転角が可変の旋光
子であるので、この回転可能な１／２波長板６１と固定
された偏光ビームスプリッタ６２とによって、アナライ
ザ角が可変の偏光ビームスプリッタが構成されている。
偏光ビームスプリッタ６２を透過した光は、光検出器６
３で検出され、そこで光電変換されて電気信号となる。
一方、偏光ビームスプリッタ６２で反射された光は、光
検出器６４で検出されて光電変換される。

【０００７】光検出器６３および光検出器６４で光電変
換された電気信号は、それぞれ差動回路６５に供給され
る。差動回路６５では、光検出器６３からの信号と光検
出器６４からの信号とに基づいて差信号を求め、求めた
差信号を同期装置６６に供給する。同期装置６６は、二
次元走査装置５４の作動に応じたレーザースポットの走
査位置情報と作動回路６５からの差信号とを同期させて
画像表示装置６７に供給する。

【０００８】画像表示装置６７では、レーザースポット
の走査位置情報と差信号とに基づいて微分干渉像を形成
して、形成した微分干渉像を表示する。画像表示装置６
７が表示する微分干渉像のコントラストは、１／２波長
板６１による偏光回転角に、ひいては、偏光ビームスプ
リッタ６２のアナライザ角に依存して変化する。したが
って、１／２波長板６１を光軸を中心として適宜回転さ
せることにより、得られた微分干渉像のコントラストを
最大から最小まで自由に調節することができる。

【０００９】一方、特開平９−１４５３２９の微分干渉
顕微鏡は、図５に示した微分干渉顕微鏡の光源５１に有
限な大きさを有する光源を使用し、光検出器６３と光検
出器６４の位置にそれぞれレンズと二次元イメージセン
サを配置し、さらに二次元走査装置５４を取り除いた結
像型の微分干渉顕微鏡である。この微分干渉顕微鏡も、
図５のものと同様に微分干渉像のコントラスト調整機能
を備えているが、二次元イメージセンサを使用している
ために、二次元走査装置のような可動部を必要とせず、
高速な微分干渉像の形成が可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、微分干渉顕微鏡の光検出器として２つの二次元イメ
ージセンサを用いた場合、その２つの二次元イメージセ
ンサ間で画素を正確に対応させなければならないなど、
両者のアライメントが困難であった。また、２つの二次
元イメージセンサを用いるために装置が大型化しコスト
がかかるといった問題もあった。また、さらに消費電力
が大きいという問題もあり、これにより装置の発熱が大
きくなり、光学精密機器である微分干渉顕微鏡の精度に
影響を及ぼすという問題もあった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたものであり、偏光ビームスプリ
ッタや２つの二次元イメージセンサ等の光検出器を必要
とせずに高画質の微分干渉像を形成することのできる、
比較的小型で消費電力の少ない低コストの微分干渉顕微
鏡を提供することが本発明の目的である。

【００１２】上述の課題を解決するために、本発明によ
る微分干渉顕微鏡は、光源からの光を偏光成分の異なる
２つの光に分割して被検物体に射出し、前記被検物体か
らの前記２つの光を合成する複屈折プリズムと、前記複
屈折プリズムで合成された前記２つの光から、第１の偏
光成分と、前記第１の偏光成分と交差する第２の偏光成
分とを選択する偏光板と、複数の画素で構成され、前記
偏光板で選択された前記第１の偏光成分を、互いに隣接
する画素の一方で受光し、前記偏光板で選択された前記
第２の偏光成分を、前記互いに隣接する画素の他方で受
光するセンサと、前記隣接する画素から出力されるそれ
ぞれの画像信号に基づいて、前記被検物体の微分干渉像
を形成する画像形成装置とを備えている。この微分干渉
顕微鏡は、微分干渉像を形成するために２つのセンサを
必要としないので、センサ間のアライメントの必要がな
く、装置を小型、低コストで提供することができる。

【００１３】前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分
は、互いに直交する向きに偏光されていることが好まし
い。また、本発明による微分干渉顕微鏡は、さらに、前
記複屈折プリズムと前記偏光板との間に配置され、前記
被検物体の前記微分干渉像のコントラストを変化させる
ためのコントラスト変更器を備えていてもよい。

【００１４】また、本発明による画像形成方法は、光源
からの光を偏光成分の異なる２つの光に分割して被検物
体に射出するステップと、前記被検物体からの前記２つ
の光を合成するステップと、合成された前記２つの光か
ら、第１の偏光成分と、前記第１の偏光成分と交差する
第２の偏光成分とを選択するステップと、選択された前
記第１の偏光成分を、複数の画素を有するセンサのなか
の一対の画素の一方で受光し、選択された前記第２の偏
光成分を前記一対の画素の他方で受光するステップと、
前記一対の画素のそれぞれから出力される信号に基づい
て、前記被検物体の微分干渉像を形成するステップとを
含んでいる。前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分
は、互いに直交する向きに偏光されていることが好まし
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による微分干渉顕微
鏡の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の実施形態は本発明の一例を示すものであ
り、本発明はこれに限られるものではない。

【００１６】図１は、本発明による微分干渉顕微鏡の実
施形態の構成を概略的に表した図である。この図に示す
ように、本実形態の微分干渉顕微鏡は、例えばタングス
テンランプ等による光源１を備えており、この光源１か
ら射出された光はコリメートレンズ２を透過して平行光
となった後、干渉フィルター３を透過して波長が選択さ
れる。なお、本実施形態では、この干渉フィルター３と
して５５０ｎｍ程度の波長を選択するものを用いてい
る。

【００１７】干渉フィルター３を透過した光は、偏光板
４によって振動方向が限定されて、偏光方向が例えば紙
面に平行であるような直線偏光となり、その後ハーフミ
ラー５に入射する。ハーフミラー５によって被検物体方
向（図の下方向）に反射された光は、複屈折プリズムで
あるノマルスキープリズム６に入射する。ノマルスキー
プリズム６は、入射光の偏光方向に対して４５度で交差
する光学軸を有しており、入射光を振動方向の異なる
（このばあい振動面が直交する）２つの光に分割する。
なお、ノマルスキープリズム６の代わりに、ウォラスト
ンプリズム等を用いてもよい。

【００１８】ノマルスキープリズム６によって２つに分
解された光は、対物レンズ７を介して集光され、ステー
ジ９上に配置された被検物体８上に２つの照明光を形成
する。このようにして、被検物体８は、互いに振動面が
直交しかつ中心がわずかに離れた２つの照明光によって
照射されることになる。この被検物体８は、その表面に
低段差が形成されている。

【００１９】被検物体８を照射した２つの照明光は、被
検物体８によって反射され、再び対物レンズ７を通過し
たあとノマルスキープリズム６に入射し、ノマルスキー
プリズム６によって合成される。ノマルスキープリズム
６は、２つの照明光に対して往復でπの整数倍の位相差
を与えるように、光軸に対する挿入位置が規定されてい
る。したがって、被検物体８が鏡面のような平坦で反射
率の変化がないような表面であった場合、ノマルスキー
プリズム６を介した２つの反射光の位相差はπの整数倍
となる。よって、ノマルスキープリズム６から出射され
る合成光は、図の紙面に平行な偏光方向を有する直線に
偏光された光となる。

【００２０】ノマルスキープリズム６を出た合成光は再
びハーフミラー５に入射し、ハーフミラー５を透過した
合成光は１／４波長板１０に入射する。１／４波長板１
０は、被検物体８が鏡面である場合に１／４波長板１０
に入射する合成光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、被検物体８が鏡面
である場合、１／４波長板１０を介した合成光は円偏光
となって、つぎに１／２波長板１１に入射する。１／２
波長板１１は、光軸を中心として回転できるように設置
されている。１／２波長板１１を透過した光は、レンズ
１２によって集光され、偏光フィルター１３を透過して
複数の画素をもつ二次元イメージセンサ１４上に結像す
る。

【００２１】図２は、偏光フィルター１３の一部分の構
成を表している。この図の中の各四角形は偏光フィルタ
ー１３の要素ａ〜ｐ（画素ともよぶ）を表しており、四
角形の中の線は各要素による偏光方向を表している。

【００２２】偏光フィルター１３の各要素ａ〜ｐは、そ
れぞれが背後に配置された二次元イメージセンサ１４の
画素と１対１に対応するように配置された偏光板で構成
され、偏光フィルター１３の隣接した要素間では偏光方
向が直交するように構成されている。したがって、偏光
フィルター１３は、レンズ１２を出た光のなかの２つの
偏光成分のみを選択的に透過して二次元イメージセンサ
１４に入射させ、二次元イメージセンサ１４の任意の隣
接する一対の画素は、それぞれ他方の画素とは異なる偏
光成分の光を受光する。

【００２３】二次元イメージセンサ１４に結像した光は
画素毎に光電変換され、画像処理装置１５へと送られ
る。画像処理装置１５は、二次元イメージセンサ１４か
ら受け取った信号を、二次元イメージセンサ１４の水平
方向に隣り合う２画素を一組として扱い、隣り合う２画
素の出力の差を各組毎に求めて被検物体８の二次元画像
（差動微分干渉像）を形成する。すなわち、偏光フィル
ター１３のある列の要素（図２中の、例えばａ、ｅ、
ｉ、ｍ）の背後の二次元イメージセンサ１４の画素の各
出力は、それぞれ偏光フィルター１３の右隣の要素
（ｂ、ｆ、ｊ、ｎ）の背後の画素の各出力と組み合わさ
れ（偏光フィルター１３の左側の要素で対応させると、
ａとｂ、ｅとｆ、ｉとｊ、ｍとｎの組み合わせとな
る）、組み合わせられた画素間の出力の差から二次元画
像が形成される。したがって、画像処理装置１５で形成
された二次元画像の水平方向の画素数は、二次元イメー
ジセンサ１４の水平方向の画素数の半分になる。

【００２４】画像処理装置１５で形成された二次元画像
は、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等の画像出力装置１６に
て表示される。画像出力装置１６に表示された画像は、
本実施形態のような二次元イメージセンサを用いた場合
であっても、従来技術で述べたような偏光ビームスプリ
ッタの透過光と反射光との強度差に基づいて得られる像
とほぼ等価な像となる。

【００２５】上述の１／２波長板１１と偏光フィルター
１３は、アナライザ角が可変な検光子を構成する。この
検光子は、二次元イメージセンサ１４のなかの隣接した
画素ごとに、９０度だけアナライザ角が異なった２種類
の検光子から構成されていることになる。したがって、
検光子を構成する１／２波長板１１を光軸を中心として
回転させることにより、画像表示装置１５によって形成
される被検物体８の微分干渉像のコントラストを調節す
ることができる。なお、微分干渉像のコントラスト調整
は、１／２波長板１１を用いずに、偏光フィルター１３
と二次元イメージセンサ１４とを同時に光軸を中心に回
転させて行なってもよい。このように、微分干渉像のコ
ントラストを調整する１／２波長板１１等は、コントラ
スト調整器（あるいはコントラスト変更器）を構成す
る。

【００２６】二次元イメージセンサ１４には、例えばＣ
ＣＤ等によるイメージセンサを用いている。二次元イメ
ージセンサ１４の画素間隔は、水平方向では対物レンズ
７の最小分解能の１／４であることが好ましく、垂直方
向では１／２以下であることが望ましい。

【００２７】なお本実施形態では、画像処理装置１５は
差動微分干渉像を得るために、二次元イメージセンサ１
４の水平方向に隣接する２画素が出力する信号の差を求
めたが、垂直方向に隣接する２画素の出力差を求めて差
動微分干渉像を形成してもよく、また、隣接する４画素
（２×２）を一組として、同じ偏光方向の光を受けた画
素の出力の和をそれぞれ求めた上で、それらの差を求め
て差動微分干渉像を形成してもよい。さらに、偏光フィ
ルター１３の要素とそれに対応する二次元イメージセン
サ１４の画素の形を、水平方向あるいは垂直方向に伸び
る長方形にして、２つ一組で正方形となるような形にし
てもよい。この場合、画像処理装置１５によって形成さ
れる差動微分干渉像の画素に対応する二次元イメージセ
ンサの一対の画素の形が正方形となるので、微分干渉像
の分解能の点からみて非常に効率のよい画素配置とな
る。

【００２８】また、本実施形態において、被検物体８と
して鏡面を観察した場合に照明光が１／４波長板１０の
直前で円偏光となるように、ノマルスキープリズム６の
光軸に対する挿入位置等を適切に規定して光学系を調節
しすれは、１／４波長板１０を省略することができる。

【００２９】上述の実施形態では、画像処理装置１５
は、二次元イメージセンサ１４の一対の画素の出力信号
の差によって、被検物体８の位相若しくは反射率の変化
を表す差動微分干渉像を形成するものであったが、画像
処理装置１５は、二次元イメージセンサ１４の一対の画
素の出力信号の和によって画像を形成する装置であって
もよい。この場合、形成される像は、被検物体８の反射
率の違いを表す明視野像となる。また、画像処理装置１
５に、一対の画素の出力信号の差に基づいて差動微分干
渉像を形成する機能と、その和に基づいて明視野像を形
成する機能の両方をもたせてもよく、この場合、さらに
その両機能を切り換えるための切替装置を追加してもよ
い。

【００３０】以上、本発明による反射型の微分干渉顕微
鏡について説明したが、次に、本発明を透過型の微分干
渉顕微鏡に適用した場合の実施形態（第２実施形態）に
ついて説明する。

【００３１】図３は、本発明による透過型微分干渉顕微
鏡の実施形態を概略的に表した図である。なお、以下の
説明において、図１の反射型微分干渉顕微鏡の構成要素
と同一の要素には同じ参照番号を付け、その具体的説明
を省略する。

【００３２】図３に示すように、本実形態の透過型微分
干渉顕微鏡はでは、光源１から射出された光はコリメー
トレンズ２を透過して平行光となった後、干渉フィルタ
ー３を透過して波長が選択される。干渉フィルター３を
透過した光は、偏光板４によって振動方向が限定されて
直線偏光となり、ノマルスキープリズム６に入射する。
なお、この実施例では図１のハーフミラー５は用いられ
ない。

【００３３】ノマルスキープリズム６によって２つに分
解された光は、対物レンズ７を介して集光され、透明ス
テージ１９上に配置された被検物体８に２つの照明光と
して照射される。このようにして、被検物体８は、互い
に振動面が直交しかつ中心がわずかに離れた２つの照明
光によって照射されることになる。

【００３４】被検物体８を照射した２つの照明光は、被
検物体８を透過して、対物レンズ７'を通過したあとノ
マルスキープリズム６'に入射し、ノマルスキープリズ
ム６'によって合成される。ノマルスキープリズム６'を
出た合成光は１／４波長板１０に入射する。１／４波長
板１０を介して円偏光となった合成光は、つぎに１／２
波長板１１に入射する。１／２波長板１１は、光軸を中
心として回転できるように設置されている。１／２波長
板１１を透過した光は、レンズ１２によって集光され、
偏光フィルター１３を透過して二次元イメージセンサ１
４上に結像する。

【００３５】二次元イメージセンサ１４に結像した光は
画素毎に光電変換され、画像処理装置１５へと送られ
る。画像処理装置１５は、二次元イメージセンサ１４か
ら受け取った信号を、二次元イメージセンサ１４の水平
方向に隣り合う２画素を一組として扱い、隣り合う２画
素の出力の差を各組毎に求めて被検物体８の二次元画像
（差動微分干渉像）を形成する。形成された二次元画像
は、画像出力装置１６にて表示される。なお、第１実施
形態の微分干渉顕微鏡における変形例や追加機能はこの
実施例においても適用されうる。

【００３６】次に、本発明による第３の実施形態につい
て説明する。なお、以下の説明において、先に説明した
従来技術と同じ機能を持つ構成要素には同じ参照番号を
付け、その説明を省略する。

【００３７】図４は、本発明による第３実施形態の微分
干渉顕微鏡の概略構成図である。この微分干渉顕微鏡で
は、レーザ光源５１から出射されたレーザビームは、コ
リメートレンズ５２を介して平行光となり、ハーフミラ
ー５３に入射する。ハーフミラー５３で下方に反射され
たレーザービームは二次元走査装置５４で空間的に偏向
された後、ノマルスキープリズム５５に入射する。ノマ
ルスキープリズム５５によって２つに分解されたレーザ
ービームは、対物レンズ５６を介して集光され、ステー
ジ５８上に配置された被検物体５７上に２つのレーザー
スポットを形成する。これら２つのレーザースポット
は、二次元走査装置５４の二次元偏向作用により、被検
物体５７上を２次元的に走査する。

【００３８】被検物体５７によって反射された２つのレ
ーザービームは、再び対物レンズ５６を通過した後、ノ
マルスキープリズム５５を介して合成される。ノマルス
キープリズム５５によって合成された合成レーザービー
ムは、二次元走査装置５４を介して平行ビームとなっ
て、ハーフミラー５３に入射する。ハーフミラー５３を
透過した合成レーザービームは、ミラー５９を介して１
／４波長板６０に入射し、次に１／２波長板６１に入射
する。１／２波長板６１を介したレーザービームは、偏
光フィルター１３を透過して複数の画素をもつ二次元イ
メージセンサ１４上に結像する。偏光フィルター１３
は、１／２波長板１１を出た光のなかの２つの偏光成分
のみを選択的に透過して二次元イメージセンサ１４に入
射させ、二次元イメージセンサ１４の任意の隣接する一
対の画素は、それぞれ他方の画素とは異なる偏光成分の
光を受光する。

【００３９】二次元イメージセンサ１４に結像した光は
画素毎に光電変換され、画像処理装置２６へと送られ
る。画像処理装置２６は、二次元イメージセンサ１４か
ら受け取った信号を、二次元イメージセンサ１４の隣り
合う２画素を一組として扱い、隣り合う２画素の出力の
差を求める。そして、二次元走査装置５４から得たレー
ザースポットの走査位置情報と求めた差に基づいて微分
干渉像を形成して、画像出力装置６７に表示する。

【００４０】偏光フィルター１３と二次元イメージセン
サ１４の構成は第１実施形態で説明したものと同じであ
るが、二次元走査装置５４によってレーザスポットの操
作を行なっているので、一度に被検物体５７全ての領域
に対応する画素領域が必要とされることはない。したが
って、画像表示装置２６はレーザービームが入射してい
る画素からの信号のみを処理すればよい。また、二次元
走査装置の走査によってレーザースポットが被検物体５
７のすべての領域を照射する間、二次元イメージセンサ
１４に入射するレーザービームの入射領域が一定である
か、あるいはある範囲に限定される場合、二次元イメー
ジセンサ１４の画素領域の大きさはその一定の領域、あ
るいは限定された範囲をカバーするだけの大きさがあれ
ばよい。

【００４１】また、二次元走査装置５４によって走査さ
れるレーザースポットの照射位置に応じてミラー５９の
角度を調節し、二次元イメージセンサ１４に入射するレ
ーザービームの入射位置がレーザースポットの照射位置
と１対１に対応するようにしてもよい。このばあい、レ
ーザービームが入射する二次元イメージセンサ１４の画
素は、レーザースポットが照射する被検物体５７上の位
置と１対１に対応するので、画像処理装置２６は微分干
渉像を形成するにあたって、画素の出力信号と二次元走
査装置５４による走査位置との同期をとる必要はない。
なお、二次元イメージセンサ１４に入射するレーザービ
ームの位置調節は、ミラー５９を調節するのではなく、
二次元イメージセンサ１４の前方にレーザービームの偏
向器を設置して、その偏向器によって二次元イメージセ
ンサ１４へのレーザービームの入射位置をレーザースポ
ットの走査位置と対応するように調節してもよい。

【００４２】また、第１実施形態と同様に、画像処理装
置２６は画素出力の和を用いて明視野像を形成してもよ
いし、また明視野像と微分干渉像との形成を切り換える
ようにしてもよい。その他、第１実施形態の微分干渉顕
微鏡における変形例や追加機能はこの実施例においても
適用されうる。尚、上述した微分干渉顕微鏡は、ＩＣパ
ターン等の欠陥検査や、半導体製造装置に用いられるマ
スク、ウエハの異物検査等にも大きな威力を発生する。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、偏光ビームスプリッタ
や２つの二次元イメージセンサ等の光検出器を使わず
に、１つの二次元イメージセンサでコントラスト調整可
能な高画質の微分干渉顕微鏡を構成することができるの
で、構成部材のアライメント負担が軽減し、より小型で
消費電力の少ない低コストの微分干渉顕微鏡を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による微分干渉顕微鏡の実施形態の概略
構成を表す図である。

【図２】本発明による微分干渉顕微鏡に使用される偏光
フィルターの部分的構成を模式的に表した図である。

【図３】本発明による透過型微分干渉顕微鏡の実施形態
の概略構成を表す図である。

【図４】本発明による光ビームを用いた微分干渉顕微鏡
の実施形態の概略構成を表す図である。

【図５】従来の微分干渉顕微鏡の概略構成を表した図で
ある。

【符号の説明】

１光源２、５２コリメートレンズ３干渉フィルター４偏光板５、５３ハーフミラー６、６'、５５ノマルスキープリズム７、７'、５６対物レンズ８、５７被検物体９、１９、５８ステージ１０、６０１／４波長板１１、６１１／２波長板１２レンズ１３偏光フィルター１４二次元イメージセンサ１５、２６画像処理装置１６画像出力装置２１、５１レーザ光源２４、５４二次元走査装置２５、５９ミラー６２偏光ビームスプリッタ６３、６４光検出器６５作動回路６６同期装置６７画像表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｂ 21/36 Ｇ０２Ｂ 21/36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を偏光成分の異なる２つの
光に分割して被検物体に射出し、前記被検物体からの前
記２つの光を合成する複屈折プリズムと、前記複屈折プリズムで合成された光から、第１の偏光成
分と、前記第１の偏光成分と交差する第２の偏光成分と
を選択する偏光板と、複数の画素で構成され、前記偏光板で選択された前記第
１の偏光成分を、互いに隣接する画素の一方で受光し、
前記偏光板で選択された前記第２の偏光成分を、前記互
いに隣接する画素の他方で受光するセンサと、前記隣接する画素から出力されるそれぞれの画像信号に
基づいて、前記被検物体の微分干渉像を形成する画像形
成装置とを備えた微分干渉顕微鏡。
【請求項２】前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成
分は、互いに直交する向きに偏光されている、請求項１
に記載の微分干渉顕微鏡。
【請求項３】さらに、前記複屈折プリズムと前記偏光
板との間に配置され、前記被検物体の前記微分干渉像の
コントラストを変化させるためのコントラスト変更器を
備えた、請求項１または２に記載の微分干渉顕微鏡。
【請求項４】光源からの光を偏光成分の異なる２つの
光に分割して被検物体に射出するステップと、前記被検物体からの前記２つの光を合成するステップ
と、合成された前記２つの光から、第１の偏光成分と、前記
第１の偏光成分と交差する第２の偏光成分とを選択する
ステップと、選択された前記第１の偏光成分を、複数の画素を有する
センサのなかの一対の画素の一方で受光し、選択された
前記第２の偏光成分を前記一対の画素の他方で受光する
ステップと、前記一対の画素のそれぞれから出力される信号に基づい
て、前記被検物体の微分干渉像を形成するステップとを
含む画像形成方法。
【請求項５】前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成
分は、互いに直交する向きに偏光されている、請求項４
に記載の画像形成方法。