JPS6239922B2 - - Google Patents

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JPS6239922B2
JPS6239922B2 JP56107162A JP10716281A JPS6239922B2 JP S6239922 B2 JPS6239922 B2 JP S6239922B2 JP 56107162 A JP56107162 A JP 56107162A JP 10716281 A JP10716281 A JP 10716281A JP S6239922 B2 JPS6239922 B2 JP S6239922B2
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grating
optical
ray
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light
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JP56107162A
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Makoshu Gyuntaa
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International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPS6239922B2 publication Critical patent/JPS6239922B2/ja
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
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    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的な距離の測定方法に関する。
相対的な又は絶対的な長さ及び変位の各々の測
定は、科学技術の分野において常に正確さの要求
が増してきている。この例としては、１ミクロン
程度の構造体が形成されなければならない、集積
回路のフオトリソグラフによる製造である。露光
の前に半導体ウエハを正確に位置決めするため
に、１ミクロンの何分の１まで、存在する構造体
と露光マスクとの相対的な位置を正確に位置合せ
する必要がある。そして高い生産性を得るため
に、このような位置合せは、操作人員に不適当な
要求をすることなく非常に迅速に行なわなければ
ならない。
また同様に正確な測定は、例えば露光マスクを
評価する時にも、長さの絶対的な測定をするのに
必要である。
今まで用いられてきた視覚観測による測定方法
は、サブミクロンの範囲では適当でない。なぜな
ら、それらはオペレータの主観的な測定に非常に
強く依存しているからである。この制限はまた、
視覚観測を用いる干渉測定法にも当てはまる。
精度の増加は、光電信号の評価によつて得るこ
とができる。このために用いられる測定値は、例
えば、構造体を干渉測定する場合の正弦曲線の変
分ような、光強度である。この曲線の評価間に得
られる精度は、光強度が測定する構造体の多くの
パラメータにより支配されるという事実により制
限される。従つて、多くの場合には、ゼロ・ポイ
ントを決めることのみ可能である。それで、所望
の測定変数は、用いられる光波程度の精度でのみ
決められ得る。
このような干渉測定システムは、例えば、測定
されるべき長さがマイケルソン干渉構造体の部分
を形成するような方法で設計される。移動した即
ち変位した光学的な格子において回折した光の位
相変化を評価するさらに干渉測定法が、“Ａ
New Interferometric Alignment Technique”
by D.C.Flenders and H.I.Smith in Applied
Physics Letters、Vol.31、No.７
（October1977）、page426及びGerman
Offenlegungsschrift 24 31 166に述べられてい
る。これらの方法はまた、干渉現象の強度を評価
するために用いられている。それで前記の精度に
おける制限を伴なう。
それ故に、本発明の目的は、精度が１ミクロン
の何分の１になり、数多くの測定処理に適し、迅
速に実施可能で、その結果がオペレータにほとん
ど独立している、光学的な距離の測定方法を提供
することである。
さらに本発明の目的は、簡単で安定した設計で
あり、種々の測定処理に適用される、上記本発明
の方法を実施するための装置を提供することであ
る。
本発明の方法では、２つの直交して偏光された
部分的な光線の位相差が測定される。この位相差
は、上記の部分的な光線及び測定されるべき対象
物の格子構造体との相互作用により起こる。２つ
の対象物の相対的な位置を正確に決めるために、
後者には１つの光学的な格子が各々提供されてい
る。即ち、上記格子から放射する回折されそして
直交して偏光された部分的な光線は、１つの光線
を形成するために光学的に結合される。そして２
つの対象物の横方向の変位が得られる位相差が測
定される。対象物の変位の絶対的な決定のため
に、シフトの間に対象物に接続された格子で起き
る異なる回折順位の間の位相シフトが測定され
る。
この方法を実施するために、各測定処理に適用
される交換可能な測定ヘツドを有する基本的な器
具より成る装置が提供される。測定されるべき対
象物を光学的に感知するために、そして部分的な
光線を光学的に再結合するために、複屈折物質を
有する種々の測定ヘツドが提供される。信号の評
価は、全ての測定ヘツドについて同一の評価シス
テムにおいて再結合された部分的な光線における
位相差の電子光学的な補正により行なわれる。
本発明の方法により得られる高精度は、互いに
直交して偏光される部分的な光線（回折順位）の
発生、及び電子光学的な補正により非常に正確に
測定され得る位相差に基づいている。電子光学的
な補正の装置の出力信号は、非常に良い補間
（interpolation）を行なえるアナログ的なのこぎ
り波の信号である。測定されるべき対象物を感知
するための種々の測定ヘツドに対する共通の信号
評価は、操作が容易な応用範囲の広い測定装置に
対して向いている。
得られる測定精度は、0.02μｍ若しくは用いら
れる格子定数の1/1000程度である。測定時間は、
ミリ秒程度乃至それ以下である。
測定ヘツド及び評価手段の光学的設計は比較的
簡単であり、集束の問題は起こらない。
本発明の実施例が、添付図面により以下詳細に
述べられる。
第１図は、２つの対象物１ａ，１ｂの相対的な
変位の電子光学的な測定方法の原理を示す。対象
物の各々は、例えば、印刷、ひつかき、押印等に
よる、格子定数ｇを有する光学的な格子として働
らく構造体２，３が提供されている。２つの対象
物が理想的に位置合せされるなら、平行な格子方
向についてのこれらの格子の食い違いは全くな
い。互いに直交して偏光された２つの光線６，７
により２つの格子２，３を照射するために、例え
ばレーザー光線のような光線４が、２つの部分的
な光線、即ち通常（０）とそれ以外（e0）の光線
（通常光線と異常光線）に分かれるような例えば
方解石のような光学的に複屈折する結晶５の方へ
向けられる。両方の部分的な光線は、互いに直交
する偏光方向の部分的な光線６，７として、複屈
折結晶５から出て行く。光線６，７は幾つかの格
子周期をカバーし、各々２つの格子２及び３にお
いて回折され、異なる順位の幾つかの回折された
光線を発生する。第１図は、各々参照番号８及び
９により示された各第１の回折順位を示す（示さ
れた回折角は実際の大きさではない）。
格子で回折された光線８，９は、複屈折結晶５
へ戻される。通常及びそれ以外の光線の異なる回
折は、複屈折結晶５から出た時に再結合される２
つの反射された光線８，９を導く。従つて、互い
に直交して偏光された２つの部分的な光線を有す
る共通の出力光線１０を形成することになる。
光線１０で観測されるべき回折順位の選択は、
回折角θに従つて観測方向を選ぶことにより行な
われる。
sinθn＝ｍλ／ｇ ｍ＝０、±１、±２、等 (1) λ＝波長、ｇ＝格子定数、ｍ＝回折順位 強度のために、最初の回折順位（ｍ＝１）が選
択される。
もし２つの対象物１ａ，１ｂが理想的に位置合
せされ、同じ高さを有するなら、２つの回折され
た光線８，９の間には位相差は存在せず、従つ
て、出力光線１０にも位相差は存在しない。しか
しながら、互いに関係する２つの格子の変位が位
相差φMを導く。この位相差は電子光学的な補正
により非常に正確に測定され得る。これ故に、２
つの対象物１ａ，１ｂの完全な位置合せに対する
測定を構成することになる。この位相測定の詳細
は、第２Ａ図及び第２Ｂ図により述べられる。
上記した測定の原理は、例えば、幾つかのマス
ク露光ステツプを有する半導体の製造の間におけ
る、連続する製造ステツプの正確な位置再現性を
テストするためにも用いられ得る。このような場
合、格子構造体２及び３は各々、テストされるべ
き各プロセス・ステツプで単一の半導体チツプに
適用される。そして２つの格子の相対的な位置が
上記の方法に従つて比較される。格子の食い違い
（いわゆる重ね合せ誤差）は、位置合せの誤差、
製造の間の温度の影響等が原因となる。
第２Ａ及び第２Ｂの両図は、第１図により述べ
られた測定方法を実施するための測定装置の概略
的な構成を示す。それは、照射及び評価の手段の
ほかに、第１図により光線が分割される特別の測
定ヘツド２０より成る。照射する光線４はレーザ
２１により発生され、続いてλ／２板２２、電子
光学的な光変調器２３、Soleil Babinet 補正子
２４及び光学的な光線分割器２５を通る。λ／２
板２２により、レーザ光の偏光方向が回転され
る。電子光学的な光変調器２３において、入射光
は互いに直交して偏光された２つの成分に分割さ
れる。そして周期的な電圧を印加することによ
り、周期的な位相のシフトが２つの成分の間で作
られる。Soleil Babinet 補正子２４では、２つ
の偏光された部分的な光線間の位相差が、固定さ
れた最初の値にセツトされる。
光線分割器２５での反射の間に偏光の消滅効果
を避けるために、変調器２３を出る部分的な光線
は、それらの偏光の方向が各々平行で、そして光
線分割器の入射面に垂直に進むように方向付けら
れる。λ／２板２２は、これら２つの偏光の方向
に対して45゜の角度に回転されている。
測定ヘツド２０へ入つたレーザー光線４は、測
定されるべき対象物１（及び２つの隣接する対象
物１ａ，１ｂ各々）の表面上に集束される。集束
された光が複屈折板２７を通過すると、第１図の
ように２つの部分的な光線６，７に分割され、結
晶の厚さの何分の１かの相互間隔をなす。第１図
のような光線の光路の詳細は、第２図には示され
ていない。一方の光線は一方の格子に当たり、他
方は他方の格子に当たる。対象物上のレーザー光
線の焦点が約10格子周期をカバーするように、レ
ンズ５が適用される。格子により反射されまた格
子で回折した光は、結晶２７により再結合された
後レンズ２６で平行にされる。
位相の測定には、好ましくは＋１番目又は−１
番目の回折順位が用いられる。所望の回折順位の
取り出しは、部分的に反射する板２５の後の光線
通路に配置された変位可能なピンホール図形２８
により行なわれる。ピンホール図形２８の後で
は、反射して出てきた光線１０が偏光器２９を通
過して光検出器３０に到達する。
第２Ａ及び第２Ｂの両図の配置における電子光
学的な位相補正の詳細は、西ドイツ国特許出願第
Ｐ 28 51 750号明細書に述べられている。測定
の原理を以下に述べる。即ち、電子光学的な変調
器では、レーザー２１のうち直線的に偏向された
光が、互いに直交して偏光される２つの部分的な
光線に分割される。変調器２３に印加される電圧
の大きさに依存して、ある成分は直交して偏光さ
れる成分に関して遅延される。通常の及びそれ以
外の光線が各々、対象物１上の格子構造体で反射
する時に異つた位相シフトを呈したのち、２つの
直交する部分的な光線は複屈折結晶２７に到達す
る。従つて、出力光線１０における互いに直交し
て偏光された２つの部分的な光線は、相対的な位
相シフトの大きさに依存して、直線的に、楕円的
に又は円形的に偏光した光を形成するように結合
される。偏光方向に対してクロスするように配置
された検光子２９は検出器へ光を通さない。
電子光学的な光補正器２３に周期的な電圧を印
加すると、互いに変位した格子での反射による位
相のシフトを補正するのに必要な電圧及び位相の
差を決定することができる。検出器の信号のゼロ
通過（zero passage）は、この補正する位相シ
フトに対応する。
このために、照射側及び出力光線の両方で位相
の補正が行なわれ得る。第２Ｂ図は等価な実施例
を示す。そこでは、電子光学的な光変調器２３及
びSoleil Babinet 補正器２４は、分割プレート
２５及び検光子２９の間に設けられる。レーザー
２１からのレーザー光は、光分割器２５を経て直
接測定ヘツド２０に達する。第２Ａ及び第２Ｂの
両図においては、同一の構成成分は同じ参照番号
で示してある。
第２Ａ及び第２Ｂの両図による電子光学的な補
正の配置からの出力信号が、第３図に示されてい
る。出力信号（位相差の線型関数である補正電圧
Ｕ）は、互いに２つの格子の変位に対して線型的
に上昇する。それで、格子の周期ｇ（例えばｇ＝
10μｍ）を有するのこぎり波曲線が得られる。こ
の電圧の直線的な波形のために、２つの中間の値
の間における補間は、非常に正確に行なわれる。
互いに直交して偏光されそして食い違つた格子
で回折した２つの光の位相差φｍの明確な測定が
次の範囲で可能である。
−Π＜φM＜Π (2) これは２つの格子の次に示す変位ΔＸに対応す
る。
−ｇ／２＜ΔＸ＜＋ｇ／２ (3) 一般に、位相シフトφM及びこの位相シフトを
起こす格子の変位ΔＸとの間の関係は次のように
考えられる。
ΔＸ＝φMｇ／２Π（ｇ：格子定数） (4) 出力信号の直線性の結果として、前記の電子光
学的な位相測定方法の位相結果αは、次のものよ
りも良い。
α〓＝６／１０００Π 格子定数ｇ＝６μｍの格子が用いられる場合に
は、２つの格子の食い違いの測定結果αX0.02μ
ｍが(4)式より得られる。
測定範囲は、（ΔＸ）＜３μｍである。
測定は、まず、格子を有して準備される２つの
対象物１ａ，１ｂ（及び２つの格子を有する対象
物１各々）が、両方の分割レーザー光が最初に同
じ格子（例えば、格子２）上に向けられるよう
に、設けられる。この位置で、例えば、対象物表
面の傾き又は対象物の回転の結果として位相差が
存在し得る。この位相差に測定され、そして
Babinet 補正器により位相整合が行なわれる。
それでこの結果位相差は０となる。それから、２
つの部分的な光が、横方向の変位により又は傾斜
した平行なガラス板の導入により、１つの格子
２，３へ各々向けられる。続いて測定される位相
差は、２つの格子の食い違いに対応する。
この測定方法では、２つの格子間には高さの差
は存在しないと仮定する。代わりに、高さの差が
さらに位相差を生じるので、それを最初に決定す
る必要がある。このために、ピンホール図形２８
の対応する変位により選択され得る、直接反射さ
れる光線（ゼロ番目の回折順位）が用いられ得
る。最初の段階では、両方の光線６，７が同じ格
子上に向けられ、そして位相差がゼロにされる。
高さの差は、光線６，７が異なる格子上へ向けら
れる第２の測定段階で決められる。
格子の移動の間に生じる異なる回折順位の間の
位相シフトもまた、非常に正確な、電子光学的な
補正を有する絶対的な長さの測定に用いられる。
２つの格子について先に説明された式(4)に従つ
て、照射レーザー光線に関して格子がシフトされ
るときに、２つの隣接する回折順位（例えば、ゼ
ロ番目及び第１番目）の間の位相差が変化する。
先に説明した補正方法によるこの位相差の測定
は、格子定数の1/1000よりも良い結果を導く。
第４Ａ及び第４Ｂの両図は、出力光線１０が作
られ、互いに直交して偏光された２つの部分的な
光線が電子光学的に測定可能な位相差を有する、
測定ヘツド４５及び４６の２つの実施例を各々示
す。測定を行なうために、小さな格子スケール４
３が変位が測定されるべき対象物又は、対象物が
固定されるテーブルへ適用される。実際には数ミ
クロンの格子定数ｇを有すべきであるこの格子
は、直線偏光されたレーザー光線４により垂直に
照射されている。ゼロ番目の回折順位（ｍ＝０）
及び第１番目の回折順位（ｍ＝１）において反射
された光線は、複屈折する光学的な構成要素によ
り出力光線１０の形式で結合される。
第４Ａ図では、照射光線４は最初に複屈折結晶
４０に当たる。光線４の偏光の方向は、複屈折結
晶４０中の通常の光線（０）の方向に対応する。
それで光線の偏光は存在しない。続いて、λ／２
板４１中の中心開孔及びレンズ４２の中心を通つ
て通常の光線は、格子４３に到達し、そこで回折
される、レンズ４２は格子４３からその焦点距離
だけ離されている。焦点スポツトは幾つかの格子
周期をカバーする。回折されない光（回折順位ｍ
＝０）は垂直に反射され、複屈折結晶４０への通
常の光線として戻る。第１順位で回折される光
は、角度θで反射され、レンズ４２により平行に
され、そしてその偏光面はλ／２板４１で90゜だ
け回転される。従つてそれは通常でない光線とし
て複屈折結晶４０に到達する。結晶４０でそれは
回折され、この結晶の出口では、通常の光線と結
合され、従つて互いに直交して偏光された２つの
成分を有し、そして格子４３の変位に依存してよ
り大きな又はより小さあ相対的位相差を有する、
出力光線１０を形成することになる。第２Ｂ図に
従つた配置での電子光学的な補正によるこの位相
差の測定は、再び第３図ののこぎり波出力信号を
生じる。（第２Ａ図による評価システムは、さも
なければ入射光線４が複屈折結晶で分割されるで
あろう２つの偏光方向を有することになるので、
この場合には用いられない。）複屈折結晶４０の
厚さは、その出口面で必要な光線の再結合が生じ
るように、回折角θに従つて選択される。
第４Ａ図におけると同じように機能する測定ヘ
ツド４６が第４Ｂ図に示されている。複屈折結晶
４０及び格子４３の間にRochonプリズム４８及
びλ／２板４９が配置される。後者は入射及び垂
直に反射された光のみが通過する。偏光のその方
向はλ／２板４９で90゜だけくり返し回転された
後、ゼロ番目順位の垂直に反射された光線は、
Rochonプリズム及び複屈折結晶４０を通つて偏
向されない。しかしながら、光学軸と共に角度θ
を含む第１番目の回折順位は、その偏光方向を維
持して、通常でない光線としてRochonプリズム
４８を通る。Rochonプリズムの偏向角は、偏光
角θに等しいように選ばれる。それでRochonプ
リズムから出る光線は光学軸に平行になり、通常
でない光線として複屈折結晶４０に入る。結晶の
厚さが適当に選ばれるなら、格子４３の変位に対
応する位相差を有して、２つの光線は出力光線１
０として結晶４０から出る。
横方向の格子の変位を測定するための測定ヘツ
ドのさらに実施例が、第４Ｃ図に示されている。
この測定ヘツドは増加された感度を有する。レー
ザーの光線４０１がWollastonプリズム４０２に
当たり、光線分割器４０３での反射及びレンズ４
０４の通過の後、光線４０５及び４０６として入
射角θで測定格子４３に当たる２つの直交して偏
光される部分的な光線に分割される。θは第１番
目の回折順位に従つて選ばれるので、これで＋１
番目及び−１番目の回折順位は測定格子に垂直
（方向４０７）に回折される。
光線４０５，４０６から得られる回折順位は、
互いに直交して偏光され続ける。同じ格子の変位
では、上記光線は式(4)で規定される値の２倍に対
応する位相差を有する（式(4)は２つの隣接する回
折順位に関する）。出力光線４０８は光線分割器
４０３を通つて測定ヘツドを出て、通常の方法で
評価され得る。
第４Ａ乃至第４Ｃの各図による実施例では、測
定並びに基準の光線は、格子上に当たるレーザー
光線により格子スケールの同じ地点で発生する。
この結果、この測定方法は、圧力又は温度の変動
により生じる回折指数における変化に対して非常
に鈍感である。さらに、測定ヘツドに対する格子
スケールの距離変動に対しても鈍感である。第４
Ａ乃至第４Ｃの各図による測定配置はまた、第１
図に関して述べたような相対的な変位を測定する
ためにも、用いられ得る。このために、測定地点
が連続的に格子上に向けられ、そして両位置に対
する相対的な位相差が決められる。この処理の間
に、格子の高さのわずかな差が横方向の変位につ
いての測定結果をゆがめることはない。以下述べ
られる第５図による測定配置は、同じ利点を提供
する。
測定されるべき対象物の上に配置された格子構
造体の助けにより横方向の変位を測定するための
複屈折成分を有する光学的な測定ヘツド５０の実
施例が、第５図に示されている。その機能は、第
４Ａ乃至第４Ｃの各図における測定ヘツドの機能
に対応する。照射のために用いられる直線的に偏
光されたレーザー光線４が測定ヘツド５０に任意
に提供されるレンズ５１を通つて通常の光線とし
て入る。そしてそれは、偏光されずに通過する複
屈折結晶５２に入る（第５図に示されている通常
でない入射光線（e0）は、この操作モードでは起
こらない。Wollastonプリズム５３ａ，５３ｂ及
び３λ／４板５４が、複屈折結晶５２及び格子４
３を有する測定されるべき対象物の間に提供され
る。その光学軸に沿つて、Wollastonプリズム
は、中心の光線が通る穴が提供されている。３
λ／４板は、それが中心の光線５５に対してλ／
４板として働らくように、光学軸の同じ領域が薄
くされている。
複屈折結晶５２から出る通常の中心光線は、格
子構造体４３に垂直に当たり、そして直接反射さ
れた光（ゼロ番目の回折順位における）は、中心
の光線として戻る。２度目に板５４の中心におけ
るλ／４板を通過する時には、ゼロ番目の回折順
位の光の偏光面は90゜だけ回転されるので、それ
で反射された光線の部分は、通常でない光線５７
として複屈折結晶５２を通過して、反射される。
より高い回折順位の光は、式(1)による角度θで
格子４３を出て、３λ／４板５４を通つて
Wollastonプリズム５３ｂに到達する。この
Wollastonプリズムの偏向角は、角度θがちよう
ど補正され、選択されたより高い回折順位（好ま
しくは第１番目）の光が近軸光線として複屈折結
晶５２に入るようにして、選択される。格子４３
に至る途中で、回折された光は板５４の中心の
λ／４板を通過し、そしてそれの反射後に、３
λ／４板に対応する板５４のその部分を通過す
る。従つてこの回折された光は１つのλ板を通過
したことになる。それで偏光面は回転されず、そ
して光線５８は再び非偏向光線として複屈折板６
２に入る。この板の厚さは、共通の出力光線１０
からのその出力光線５７及び５８において、互い
に直交して偏光された２つの部分的な光線が、格
子４３の変位に対応する相対的な位相差を有する
ように、選ばれる。
第５図に示された測定ヘツド５０はまた、その
設計を変更することなく、西ドイツ国特許出願第
Ｐ 29 25 117.0号に述べられているような、垂
直方向の長さ変化即ち高さの測定方法を実施する
のにも用いられ得る。上記特許出願によれば、そ
の表面のプロフイールが決定されるべきである測
定されるべき対象物が、その軸がある角度を含み
そしてテストされるべき表面の共通の領域に当た
る、互いに直交して偏光された２つの部分的な光
線に当てられる。反射された光線は干渉を形成す
るために実質的に再結合される。上記特許出願に
よれば、２つの部分的な光線は複屈折結晶中で分
割されることにより発生され、集束レンズが実質
的に上記光線を中心の又はその周囲の光線として
テストされるべき対象物上に集束する。２つの部
分的な光線の間の角度は、光線の分割及び集束レ
ンズの焦点距離の関数である。この配置は、さも
なければ正確に決められる角度は何も存在しない
ので、中心の光線として１つの部分的な光線が集
束レンズを正確に通り抜けるように導びかれなけ
ればならないという不利な点を有する。
もし、偏光の適当な方向を有するレーザー光線
４が分割される時に複屈折結晶５２中で生じる光
線５５及び５６が、照射の部分的な光線として用
いられるなら、位置合せの精度に関してこのよう
に厳密な要求は、第５図による測定ヘツドで避け
られる。先の例におけるように、通常の光線の部
分５５は中心の光線として導びかれ、照射光線４
の通常でない部分（e0）は複屈折板５２中で偏向
され、Wollastonプリズム５３ａに達し、ここで
再び偏向される。それで測定されるべき対象物の
表面上で、所望の角度θで中心の光線６５と一致
する。測定地点、例えば、段の所で、光線５６は
反射の法則に従つて反射され、そして近軸光線を
形成するためにWollastonプリズム５３ｂ中で偏
向される。反射の前後で、対象物４３に斜めに入
射する光線は、厚さが３λ／４板に対応する板５
４のその部分を通過するので、偏光面は90゜だけ
回転される。従つて、光線５８は複屈折板５２を
通過する通常の光線として進み、そして垂直に反
射された中心の光線６５と再結合される。後者の
光線は２度目に板５４の中心におけるλ／４板を
通過するので、その偏光面は90゜だけ回転され
る。それで反射後光線６５は通常でない光線５７
として複屈折板５２を通つて進む。
第５図による配置では、２つの光線５５及び５
６の間の角度θは、機械的な手段（例えば、セメ
ンテーシヨン（cementation））により互いに堅く
接続された複屈折成分５２，５３の特性によつて
のみ決定される。この結果、上記のような位置合
せの困難又は測定の間の角度の変化が取り除かれ
る。
上記の電子光学的な測定ヘツド２０，４５，４
６，５０に対し、２つの偏光された部分的な光線
の間で生じた位相差を評価するために、単一の電
子光学的な測定装置が用いられる。第６図は、こ
のような普遍的で、モジユール式の電子光学的な
測定装置の概略的な設計を示す。
レーザー６０の出力光線４は、反射鏡６１を通
つて光線分割器（例えば、立方体６２）へ適用さ
れる。そして共通に用いられる取付具６３中に挿
入された各測定ヘツドに到達する。その位相差に
ついて分析されるべき出力光線１０がピンホール
図形６４を通つてBabinet Soleil 補正子６５に
入る。そして電子光学的な変調器６６、分析器６
７及び検出器６８に送られる。第４Ｃ図による測
定ヘツドをこの測定装置に挿入するためには、光
線分割器６２が除去されなければならない。
第６図による測定装置に用いられ得る測定ヘツ
ドの数は、先に述べたヘツドに限定されない。西
ドイツ国特許出願第Ｐ 28 51 750.2号及び前記
の第Ｐ 29 25 117.0号に述べられているよう
な、さらに多くの測定ヘツドが接続され得る。し
かしながら、互いに直交して偏光されしかも測定
プロセスにより影響される位相差を有する、２つ
の部分的な光線が各々の測定ヘツドで発生される
ことが重要である。従つて、第６図による測定配
置は、例えば、段差、ひずみ、傾き、端部等のよ
うな表面をテストするための相対的又は絶対的な
長さの測定のように、非常に正確な光学測定の非
常に広範囲にわたる万能型の測定手段を構成す
る。補正方法の高速のために、高速の測定が得ら
れる。方法は完全に自動的に行なわれ得る。
測定の分解能を上げるために、上記の低回折順
位をより高い順位に変えることが可能である。
本発明の方法及び配置は、また、干渉及び波紋
の縞の２次元パターンを正確に測定するのに適し
ている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、２つの格子を用いて相対的な変位を
測定する原理の概略を示す。第２Ａ及び第２Ｂの
両図は、第１図による測定方法を実施するための
測定構成の２つの実施例の概略を示す。第３図
は、第２図による電子光学的な位相の補正器の出
力信号を示す。第４Ａ乃至第４Ｃの各図は、格子
の横方向の変位を絶対的に測定するための測定ヘ
ツドの３つの実施例を各々概略的に示す。第５図
は、格子の横方向の変位を測定するためのさらに
測定ヘツドを概略的に示す。第６図は、変換可能
な測定ヘツドを有する電子光学的な測定構成の概
略を示す。 １ａ，１ｂ……測定対象物、２，３……格子構
造体、４……入射光線、５……複屈折結晶、６，
７……互いに直交して偏光された部分光線、８，
９……回折光線、１０……出力光線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 対象物の変位を測定するための光学的距離測
    定法であつて、 上記対象物の表面もしくは上記対象物の支持体
    の表面上に設けた光学格子に対して光線を照射
    し、上記光学格子から相互に異なる方向に偏光し
    た２種の部分光線を回折させ、回折した上記２種
    の部分光線を共通の出力線上に導き、上記光学格
    子の変位により生じる上記２種の部分光線の位相
    差を電子光学的補正によつて測定する事を特徴と
    する光学的距離測定法。
JP56107162A 1980-07-31 1981-07-10 Optical range measurement Granted JPS5750611A (en)

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