JP2000171216A - Sample measuring instrument - Google Patents

Sample measuring instrument

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Publication number
JP2000171216A
JP2000171216A JP10349575A JP34957598A JP2000171216A JP 2000171216 A JP2000171216 A JP 2000171216A JP 10349575 A JP10349575 A JP 10349575A JP 34957598 A JP34957598 A JP 34957598A JP 2000171216 A JP2000171216 A JP 2000171216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
light
observation
epi
illumination
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10349575A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Tomioka
正治 富岡
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP10349575A priority Critical patent/JP2000171216A/en
Publication of JP2000171216A publication Critical patent/JP2000171216A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the sample measuring instrument which can accurately measure the edges, outlines, shapes, sizes, etc., of various samples irrelevantly to the kinds of the samples such as whether they are transparent or opaque. SOLUTION: This instrument is equipped with a transmission lighting system 10 which observes a sample S through transmission according to light transmitted through the sample, a vertical illumination system 20 which observes the sample in vertical illumination according to light reflected by the sample, a detection unit 30 which detects light from the sample, an arithmetic unit 40 which measures the sample by processing the detection signal from the detection unit as specified, and a birefringence element 6 which can selectively switch the vertical illumination observation and transmission observation and splits the vertical illumination light from the vertical illumination system into an ordinary light beam and an extraordinary light beam having mutually orthogonal vibration directions at the time of the vertical illumination observation. Here, when the vertical illumination observation is performed, the reflected light from the sample is converted by the detection unit 30 into an electric signal and the arithmetic unit 40 processes the electric signal as specified to calculate the chromaticity value of the reflected light and measures the sample according to the chromaticity value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料(例えば、工
業用製品の各種部品等)のエッジ及び輪郭や形状並びに
寸法等を測定するための試料測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample measuring apparatus for measuring edges, contours, shapes, dimensions, and the like of a sample (for example, various parts of an industrial product).

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の試料測定装置として、例えば特
開平5−99619号公報には、図2に示すように、対
物レンズ201の光軸に対して直交する方向に移動可能
なXYステージ202と、このXYステージ202に対
して対物レンズ201と対向する位置に設けられた透過
照明系と、XYステージ202に対して対物レンズ20
1とは反対側に設けられた検出光学系とを備えたエッジ
検出装置が開示されている。
2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-99619 discloses an XY stage 202 movable in a direction perpendicular to the optical axis of an objective lens 201 as shown in FIG. A transmission illumination system provided at a position facing the objective lens 201 with respect to the XY stage 202;
There is disclosed an edge detection device including a detection optical system provided on the opposite side to 1.

【0003】透過照明系には、光源203と、コレクタ
レンズ204と、コンデンサレンズ205とが設けられ
ており、また、検出光学系には、結像レンズ206と、
ピンホール207と、光検出器208とが設けられてい
る。
The transmission illumination system includes a light source 203, a collector lens 204, and a condenser lens 205. The detection optical system includes an imaging lens 206,
A pinhole 207 and a photodetector 208 are provided.

【0004】このようなエッジ検出装置において、光源
203から発せられた光は、コレクタレンズ204によ
ってコンデンサレンズ205の前側焦点位置209に一
旦結像した後、コンデンサレンズ205によって平行光
束に変換されて、XYステージ202にセットされた非
透明の試料即ち被検体210をケーラー照明する。
In such an edge detecting device, the light emitted from the light source 203 is once formed into an image at the front focal position 209 of the condenser lens 205 by the collector lens 204, and then converted into a parallel light beam by the condenser lens 205. The non-transparent sample set on the XY stage 202, that is, the subject 210 is Koehler-illuminated.

【0005】被検体210から発生した回折光は、対物
レンズ201で取り込まれた後、結像レンズ206によ
ってピンホール207面内に被検体210の拡大像を投
影する。そして、ピンホール207を通過した光束は、
背後の光検出器208に入射する。このとき、被検体2
10の像がピンホール207を横切ることで光検出器2
08に入射する光量が変わり、その出力が変化する。
[0005] Diffracted light generated from the subject 210 is captured by the objective lens 201, and then an enlarged image of the subject 210 is projected on the pinhole 207 by the imaging lens 206. Then, the luminous flux passing through the pinhole 207 is
It is incident on the photodetector 208 behind it. At this time, the subject 2
10 image crosses the pinhole 207 and the photodetector 2
08 and the output changes.

【0006】光検出器208の出力は、被検体210の
位置に応じて変化する。図3(A)には、被検体210
の位置と光検出器の出力との関係が示されており、被検
体210の位置は、図2において被検体210が左右に
移動する方向を正とし、光検出器208の出力は、
「1」に規格化してある。
The output of the photodetector 208 changes according to the position of the subject 210. FIG. 3A shows the subject 210.
The relationship between the position of the subject 210 and the output of the photodetector is shown. The position of the subject 210 is positive in the direction in which the subject 210 moves left and right in FIG. 2, and the output of the photodetector 208 is
Standardized to "1".

【0007】被検体210の像がピンホール207に全
く掛かっていないとき、光検出器208の出力は「1」
であり、被検体210の像がピンホール207に掛かる
に従って光検出器208の出力は徐々に減少し、そし
て、被検体210の像が全てピンホール207に掛かっ
たとき、光検出器208の出力は、「0」になる。
When the image of the subject 210 does not hang on the pinhole 207 at all, the output of the photodetector 208 becomes "1".
The output of the photodetector 208 gradually decreases as the image of the subject 210 hangs on the pinhole 207, and when the entire image of the subject 210 hangs on the pinhole 207, the output of the photodetector 208 Becomes “0”.

【0008】特に、図3(B)に示されるように被検体
210の像210aがピンホール207にちょうど半分
かかったとき、光検出器208の出力は、「0.5」に
なると考えられる(同図(A)参照)。
In particular, as shown in FIG. 3B, when the image 210a of the subject 210 is exactly half the pinhole 207, the output of the photodetector 208 is considered to be "0.5" ( FIG.

【0009】上述したエッジ検出装置では、被検体21
0を移動させて行く間に、光検出器208の出力が、
「0.5」となった位置を被検体210のエッジとして
判定している。そして、被検体210のエッジを検出し
た位置とXYステージ202の移動量とを組合わせて判
定することによって、被検体210の外形や穴径等を測
定している。
In the above-described edge detecting device, the object 21
While moving 0, the output of the photodetector 208 is
The position of “0.5” is determined as the edge of the subject 210. Then, by determining the position where the edge of the subject 210 is detected and the amount of movement of the XY stage 202 in combination, the outer shape and the hole diameter of the subject 210 are measured.

【0010】また、他の従来技術として、例えば特開平
7−239212号公報には、図4に示すような構成を
有する位置検出装置が開示されている。
As another prior art, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-239212 discloses a position detecting device having a configuration as shown in FIG.

【0011】この位置検出装置において、光源401か
ら発せられた照明光411は、コンデンサ402を介し
て偏光子403に入射した後、ある任意の方向の直線偏
光のみが抽出される。抽出された直線偏光は、ビームス
プリッタ404から反射された後、ウォラストンプリズ
ム405によって、その偏光面が互いに直交し且つ微小
量だけ横ズレした2つの偏光検査光411a,411b
に分離され、対物レンズ406を介して試料412に照
射される。
In this position detecting device, the illumination light 411 emitted from the light source 401 enters the polarizer 403 via the condenser 402, and then only linearly polarized light in a given direction is extracted. After the extracted linearly polarized light is reflected from the beam splitter 404, the two polarization inspection lights 411 a and 411 b whose polarization planes are orthogonal to each other and laterally shifted by a small amount by the Wollaston prism 405.
And irradiates the sample 412 via the objective lens 406.

【0012】試料412から反射した反射光は、対物レ
ンズ406で取り込まれ、ウォラストンプリズム405
によって前記2つの偏光検査光411a,411bが同
一光路に合成された後、ビームスプリッタ404を透過
して、検光子407に入射する。このとき、検光子40
7を透過する前記2つの偏光検査光411a,411b
は、検光子407の光学的特性に基づいて、その偏光成
分同士が干渉し、その結果、試料412の凹凸の割合に
応じた位相差を有する偏光干渉光411cとなる。そし
て、この偏光干渉光411cは、結像レンズ408によ
って、光電検出器409の受光面409aに照射位置の
像として結像される。
The reflected light reflected from the sample 412 is taken in by the objective lens 406 and the Wollaston prism 405
After the two polarization inspection lights 411a and 411b are combined in the same optical path, the light passes through the beam splitter 404 and enters the analyzer 407. At this time, the analyzer 40
7, the two polarization inspection lights 411a, 411b
Based on the optical characteristics of the analyzer 407, the polarized light components interfere with each other based on the optical characteristics of the analyzer 407, and as a result, a polarized light interference light 411c having a phase difference corresponding to the ratio of the unevenness of the sample 412 is obtained. Then, the polarization interference light 411c is formed as an image of the irradiation position on the light receiving surface 409a of the photoelectric detector 409 by the imaging lens 408.

【0013】この受光面409aに結像した照射位置の
像の特性としては、試料412の平面部の像は、その偏
光干渉強度が「0」であり、検出信号が出力されないた
め暗黒状態となる。一方、試料412の凹凸部の像は、
所定の強度をもつ明線として結像され、それに応じた検
出信号が出力される。出力された検出信号は、偏光干渉
光411cの光強度分布に応じた電気信号に変換された
後、信号処理手段410に送られて、試料412の凹凸
部のエッジ(段差)が検出される。
As the characteristics of the image of the irradiation position formed on the light receiving surface 409a, the image of the plane portion of the sample 412 has a polarization interference intensity of "0" and is in a dark state because no detection signal is output. . On the other hand, the image of the uneven portion of the sample 412 is
An image is formed as a bright line having a predetermined intensity, and a detection signal corresponding to the image is output. The output detection signal is converted into an electric signal corresponding to the light intensity distribution of the polarization interference light 411c, and then sent to the signal processing means 410, where the edge (step) of the uneven portion of the sample 412 is detected.

【0014】エッジ検出方法としては、例えば、検出し
た信号の強度ピークを求め、このピークに対応する位置
をエッジと判断する方法、又は、強度ピーク近傍におい
て、2次関数などの適当な関数でフィッテイングを行
い、フィッテイングされた関数のピーク中心をエッジと
判断する方法、或いは、特定の閾値を定めた後、強度ピ
ークの左右において強度値が閾値を越える位置を求め、
求められた位置のうちの一方の位置又は双方の中心をエ
ッジと判断する方法などがある。
As an edge detection method, for example, a method of determining an intensity peak of a detected signal and judging a position corresponding to the peak as an edge, or fitting an appropriate function such as a quadratic function near the intensity peak is used. Performing a method to determine the peak center of the fitted function as an edge, or after determining a specific threshold, find the position where the intensity value exceeds the threshold on the left and right of the intensity peak,
There is a method of determining one of the obtained positions or the center of both positions as an edge.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−99619号公報に開示されたエッジ検出装置は、
透過照明を使用しているため、被検体の輪郭の形状や寸
法の測定しか行うことができない。例えば、貫通してい
ない穴や窪みの中の突起物の形状測定や寸法測定を行う
ことができない。更に、検出光学系の光検出器208で
得られた光量の強度に基づいて被検体210のエッジ等
を測定しているため、被検体210の反射率にムラ等が
あるような場合には、そのムラ等によって測定値が変動
し、正確にエッジ等を測定することが困難になってしま
う。
However, the edge detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-99619 has a problem.
Since the transmitted illumination is used, only the shape and size of the contour of the subject can be measured. For example, it is not possible to measure the shape or the dimension of a projection in a hole or depression that does not penetrate. Furthermore, since the edge and the like of the subject 210 are measured based on the intensity of the light amount obtained by the photodetector 208 of the detection optical system, when there is unevenness in the reflectance of the subject 210, The measurement value fluctuates due to the unevenness and the like, and it becomes difficult to accurately measure the edge and the like.

【0016】一方、特開平7−239212号公報に開
示された位置検出装置は、特開平5−99619号公報
に開示されたエッジ検出装置と同様に、光電検出器40
9で得られた光量の強度に基づいてエッジ(段差)を検
出しているため、その検出値が試料412の反射率のム
ラ等に影響され易い。更に、試料412上の基準となる
位置(位相差が発生しない位置)を暗黒状態にし、その
明暗によって生じる光の強度に基づいてエッジ(段差)
を検出しているため、測定準備として暗黒状態を作り上
げるためにリタデーション量を調整しなければならな
い。この場合、例えば、ウエハ等に代表される形状に規
格がある試料、厚みが一定である試料などの測定では、
前記リタデーション調整は、一回の初期設定で済むが、
例えば、一般金物部品のように個々に形状が異なる試料
や、厚みのばらつきがウエハ等の寸法精度に比べ比較的
大きい試料では、個々の試料に対する測定毎に前記リタ
デーション調整を行わなければならないため、測定準備
に時間がかかり、その結果、測定効率が低下してしま
う。
On the other hand, the position detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-239212 is similar to the edge detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-99619.
Since the edge (step) is detected based on the intensity of the light amount obtained in step 9, the detected value is easily affected by the unevenness of the reflectance of the sample 412 or the like. Further, a reference position (a position where no phase difference occurs) on the sample 412 is set to a dark state, and an edge (step) is generated based on the intensity of light generated by the light and dark.
, The amount of retardation must be adjusted in order to create a dark state in preparation for measurement. In this case, for example, in measurement of a sample having a standard in a shape represented by a wafer or the like or a sample having a constant thickness,
Although the retardation adjustment requires only one initial setting,
For example, for samples having different shapes, such as general metal parts, and for samples whose thickness variation is relatively large compared to the dimensional accuracy of a wafer or the like, the retardation adjustment must be performed for each measurement of each sample. It takes time to prepare for measurement, and as a result, measurement efficiency is reduced.

【0017】本発明は、このような問題を解決するため
に成されており、その目的は、透明及び不透明等の試料
の種類を問わず、種々の試料のエッジ及び輪郭や形状並
びに寸法等を正確に測定することが可能な試料測定装置
を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to determine the edge, contour, shape, size, and the like of various samples regardless of the type of the sample, such as transparent or opaque. It is an object of the present invention to provide a sample measuring device capable of measuring accurately.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の試料測定装置は、試料を透過した透
過光に基づいて、試料に対する透過観察を行うための透
過照明系と、試料から反射した反射光に基づいて、試料
に対する落射観察を行うための落射照明系と、試料から
の透過光又は反射光を検出して、その検出信号を出力す
る検出ユニットと、この検出ユニットから出力された検
出信号に所定の演算処理を施すことによって、試料を測
定することが可能な演算ユニットと、落射観察と透過観
察を選択的に切り換えることが可能であると共に、落射
観察時において、落射照明系からの落射照明光を振動方
向が互いに直交する常光線と異常光線とに分けることが
可能な観察系切換素子とを備えており、観察系切換素子
によって落射観察可能な状態に切り換えられたとき、試
料からの反射光は、検出ユニットによって電気信号に変
換され、演算ユニットは、その電気信号に所定の演算処
理を施して、反射光の色度値を算出し、その色度値に基
づいて、試料の測定を行う。
In order to achieve the above object, a sample measuring apparatus according to the present invention includes a transmission illumination system for performing transmission observation on a sample based on light transmitted through the sample, Based on the reflected light reflected from the sample, an epi-illumination system for performing epi-illumination observation on the sample, a detection unit that detects transmitted light or reflected light from the sample and outputs a detection signal, and By performing predetermined arithmetic processing on the output detection signal, an arithmetic unit capable of measuring a sample, it is possible to selectively switch between epi-illumination observation and transmission observation, and it is also possible to perform epi-illumination observation during epi-illumination observation. An observation system switching element capable of dividing incident illumination light from the illumination system into an ordinary ray and an extraordinary ray whose vibration directions are orthogonal to each other is provided. When switched to the active state, the reflected light from the sample is converted into an electrical signal by the detection unit, and the arithmetic unit performs a predetermined arithmetic process on the electrical signal to calculate a chromaticity value of the reflected light. The sample is measured based on the chromaticity value.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る試料測定装置について、図1を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sample measuring apparatus according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0020】図1に示すように、本実施の形態の試料測
定装置は、透明又は非透明の試料Sを選択的に配置する
ことが可能な試料保持ステージ1を備えており、この試
料保持ステージ1の上部側には、試料Sを所望の倍率で
観察できるように、異なる倍率の対物レンズ2を複数本
取付可能な回転式のレボルバ5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the sample measuring apparatus according to the present embodiment includes a sample holding stage 1 on which a transparent or non-transparent sample S can be selectively placed. A rotary revolver 5 to which a plurality of objective lenses 2 of different magnifications can be attached is provided on the upper side of 1 so that the sample S can be observed at a desired magnification.

【0021】試料保持ステージ1は、対物レンズ2の光
軸(Z軸)方向に対して垂直な2軸(X軸,Y軸)方向
に沿って移動できるように構成されており、この試料保
持ステージ1は、その移動量を高精度に読み取る機能を
有し且つ強固な剛性を有する鏡基3に支持されている。
The sample holding stage 1 is configured to be movable along two axes (X axis and Y axis) perpendicular to the optical axis (Z axis) of the objective lens 2. The stage 1 has a function of reading the amount of movement thereof with high accuracy and is supported by a mirror base 3 having strong rigidity.

【0022】鏡基3には、対物レンズ2の光軸(Z軸)
方向に移動可能であって且つその移動量を高精度に読み
取る機能を有するアーム部4が設けられており、上述し
たレボルバ5は、このアーム部4の試料保持ステージ1
側に支持されている。この場合、アーム部4を光軸(Z
軸)方向に移動させることによって、試料Sに対する対
物レンズ2の焦点位置を調節することができる。
The mirror base 3 has an optical axis (Z axis) of the objective lens 2
The revolver 5 is provided with an arm 4 which is movable in the direction and has a function of reading the amount of movement with high precision.
Supported on the side. In this case, the arm 4 is connected to the optical axis (Z
By moving the objective lens 2 in the (axial) direction, the focal position of the objective lens 2 with respect to the sample S can be adjusted.

【0023】このような試料測定装置には、試料Sを透
過した透過光に基づいて、試料Sに対する透過観察を行
うための透過照明系10と、試料Sから反射した反射光
に基づいて、試料Sに対する落射観察を行うための落射
照明系20と、試料Sからの透過光又は反射光を検出し
て、その検出信号を出力する検出ユニット30と、この
検出ユニット30から出力された検出信号に所定の演算
処理を施すことによって、試料Sのエッジ及び輪郭や形
状並びに寸法等を測定することが可能な演算ユニット4
0とが設けられている。
Such a sample measuring apparatus includes a transmission illumination system 10 for performing transmission observation on the sample S based on transmitted light transmitted through the sample S, and a sample illumination system based on reflected light reflected from the sample S. An epi-illumination system 20 for performing epi-illumination observation on S, a detection unit 30 that detects transmitted light or reflected light from the sample S and outputs a detection signal thereof, and a detection signal output from the detection unit 30 An arithmetic unit 4 capable of measuring edges, contours, shapes, dimensions, and the like of the sample S by performing predetermined arithmetic processing.
0 is provided.

【0024】透過照明系10は、試料保持ステージ1の
下部側の鏡基3に設けられており、透過観察を行うため
の透過観察用光源11と、コレクターレンズ12と、コ
ンデンサレンズ13とから構成されている。この透過照
明系10において、透過観察用光源11からの透過照明
光は、コレクターレンズ12で一旦コンデンサレンズ1
3の前側焦点位置に結像された後、コンデンサレンズ1
3によって試料Sをケーラー照明する。
The transmission illumination system 10 is provided on the mirror base 3 below the sample holding stage 1 and includes a transmission observation light source 11 for performing transmission observation, a collector lens 12, and a condenser lens 13. Have been. In the transmitted illumination system 10, the transmitted illumination light from the transmission observation light source 11 is once passed through the condenser lens 1 by the collector lens 12.
After the image is formed at the front focal position of the condenser lens 3, the condenser lens 1
The sample 3 is Koehler-illuminated by 3.

【0025】落射照明系20は、アーム部4の上面側
(レボルバ5が配置されている面とは反対側の面)に設
けられている。この落射照明系20は、落射観察を行う
ための落射観察用光源21と、この落射観察用光源21
からの落射照明光を平行光にするコリメートレンズ22
と、落射観察用光源21から発せられた落射照明光から
任意の方向の直線偏光を取り出すことが可能な偏光子2
3と、対物レンズ2の光軸と落射照明系20の光軸を一
致させるためのハーフミラー等に代表される光路折曲素
子24と、この光路折曲素子24を挟んで対物レンズ2
に対向し且つ偏光子23と直交ニコルを満足するように
配置された検光子25と、結像レンズ26とから構成さ
れている。
The epi-illumination system 20 is provided on the upper surface side of the arm 4 (the surface opposite to the surface on which the revolver 5 is arranged). The epi-illumination system 20 includes an epi-illumination observation light source 21 for performing epi-illumination observation, and an epi-illumination observation light source 21.
Collimator lens 22 that converts incident illumination light from
And a polarizer 2 capable of extracting linearly polarized light in an arbitrary direction from the epi-illumination light emitted from the epi-illumination observation light source 21
3, an optical path bending element 24 such as a half mirror for aligning the optical axis of the objective lens 2 with the optical axis of the epi-illumination system 20, and the objective lens 2 with the optical path bending element 24 interposed therebetween.
, And an analyzer 25 arranged so as to satisfy the crossed Nicols with the polarizer 23, and an imaging lens 26.

【0026】対物レンズ2と結像レンズ26との間の光
路中には、偏光子23で得られた偏光方向に対して結晶
軸が45°傾斜するように位置決めされたノマルスキー
プリズム等に代表される複屈折素子6が配置されてい
る。複屈折素子6は、対物レンズ2と結像レンズ26と
の間の光路中の位置と、この光路から外れた位置との間
を図中矢印方向に移動可能に構成されており、この複屈
折素子6を光路に対して挿脱することによって、落射観
察と透過観察を選択的に切り換えることができるように
なっている。
In the optical path between the objective lens 2 and the imaging lens 26, a Nomarski prism or the like is positioned such that the crystal axis is inclined by 45 ° with respect to the polarization direction obtained by the polarizer 23. Birefringent element 6 is arranged. The birefringent element 6 is configured to be movable in a direction indicated by an arrow in the drawing between a position in the optical path between the objective lens 2 and the imaging lens 26 and a position outside the optical path. By inserting and removing the element 6 with respect to the optical path, it is possible to selectively switch between epi-illumination observation and transmission observation.

【0027】つまり、この複屈折素子6は、落射観察と
透過観察を選択的に切り換える観察系切換素子として機
能する。具体的には、複屈折素子6を光路中に位置付け
たときには、試料Sに対する落射観察が可能な状態とな
り、落射観察用光源21と、コリメートレンズ22と、
複屈折素子6と、対物レンズ2との組み合わせによっ
て、試料Sをノマルスキー照明することが可能となる。
一方、複屈折素子6を光路から外したときには、試料S
に対する透過観察が可能な状態となる。
That is, the birefringent element 6 functions as an observation system switching element for selectively switching between incident-light observation and transmission observation. Specifically, when the birefringent element 6 is positioned in the optical path, the epi-illumination observation for the sample S is enabled, and the epi-illumination observation light source 21, the collimating lens 22,
The combination of the birefringent element 6 and the objective lens 2 enables the Nomarski illumination of the sample S.
On the other hand, when the birefringent element 6 is removed from the optical path, the sample S
Is ready for transmission observation.

【0028】検出ユニット30は、試料Sからの光を観
察光路と後述する検出光路とに分岐するためのハーフミ
ラー等に代表される光路分割素子31と、赤色波長域以
上の光を反射し且つ緑色波長域以下の光を透過する第1
の波長選択素子32と、緑色波長域以上の光を反射し且
つ青色波長域以下の光を透過する第2の波長選択素子3
3とを備えており、これら第1及び第2の波長選択素子
32,33によって分岐された各光路上の対物レンズ2
の後側焦点位置と共役な位置には、試料測定領域を規定
すると共に、対物レンズ2の焦点位置の前後面からのノ
イズとなる情報をカットするためのピンホール34a,
34b,34cが配置されている。更に、検出ユニット
30には、これらピンホール34a,34b,34cを
通過した光を受光して、その受光量(受光強度)に応じ
た電気信号を出力することが可能な検出器35a,35
b,35cが設けられており、各々のピンホール34
a,34b,34cは、その中心を対物レンズ2の光軸
に一致させるように位置決めされている。
The detection unit 30 includes an optical path splitting element 31 typified by a half mirror or the like for splitting light from the sample S into an observation optical path and a detection optical path to be described later, and reflects light in a red wavelength range or more. The first that transmits light below the green wavelength range
And a second wavelength selecting element 3 that reflects light in the green wavelength range or more and transmits light in the blue wavelength range or less.
And an objective lens 2 on each optical path branched by the first and second wavelength selection elements 32 and 33.
In the position conjugate with the rear focal position, a sample measurement area is defined, and pinholes 34a, 34b for cutting noise information from the front and rear surfaces of the focal position of the objective lens 2 are defined.
34b and 34c are arranged. Further, the detection unit 30 receives the light passing through these pinholes 34a, 34b, 34c, and outputs detectors 35a, 35 capable of outputting an electric signal corresponding to the amount of received light (light receiving intensity).
b, 35c are provided, and each pinhole 34 is provided.
a, 34b, and 34c are positioned so that their centers coincide with the optical axis of the objective lens 2.

【0029】演算ユニット40は、ケーブル7を介して
検出ユニット30に電気的に接続されており、記憶媒体
42〜45と差分回路46とから構成された演算回路4
1を備えている。この演算ユニット40では、各検出器
35a,35b,35cから出力された電気信号に種々
の演算処理を施すことによって、試料Sのエッジ及び輪
郭や形状並びに寸法等を測定することができるようにな
っている。
The arithmetic unit 40 is electrically connected to the detection unit 30 via the cable 7 and includes an arithmetic circuit 4 including storage media 42 to 45 and a difference circuit 46.
1 is provided. The arithmetic unit 40 can measure the edge, contour, shape, size, and the like of the sample S by performing various arithmetic processes on the electric signals output from the detectors 35a, 35b, and 35c. ing.

【0030】なお、目視観察若しくはCCDカメラ等の
2次元受光素子を用いた画像観察を行うための接眼レン
ズ9が鏡筒8に設けられており、この鏡筒8は、対物レ
ンズ2と接眼レンズ9の光軸とを一致させるように検出
ユニット30に接続されている。
An eyepiece 9 for visual observation or image observation using a two-dimensional light receiving element such as a CCD camera is provided in the lens barrel 8, and this lens barrel 8 is composed of the objective lens 2 and the eyepiece. 9 is connected to the detection unit 30 so as to coincide with the optical axis 9.

【0031】次に、試料測定装置の動作について説明す
る。
Next, the operation of the sample measuring device will be described.

【0032】まず、複屈折素子6を対物レンズ2と結像
レンズ26との間の光路中に配置して、試料Sに対する
落射観察を行う動作について説明する。
First, the operation of arranging the birefringent element 6 in the optical path between the objective lens 2 and the imaging lens 26 and performing observation of incident light on the sample S will be described.

【0033】落射観察用光源21から発せられた落射照
明光は、コリメートレンズ22を介して平行光にされ、
偏光子23によって任意の方向の直線偏光成分のみが抽
出された後、光路折曲素子24によって光路が90度曲
げられて複屈折素子6に入射する。複屈折素子6に入射
した直線偏光成分の落射照明光は、この複屈折素子6に
よって振動方向が互いに直交する常光線と異常光線とに
分けられる。そして、これら常光線及び異常光線は、対
物レンズ2の瞳位置に複屈折素子6のシェアリング量に
応じて微少量ずれた2つの落射観察用光源21のフィラ
メント像を投影した後、試料Sをノマルスキー照明す
る。
The epi-illumination light emitted from the epi-illumination observation light source 21 is converted into parallel light via a collimating lens 22.
After the polarizer 23 extracts only the linearly polarized light component in an arbitrary direction, the optical path bending element 24 bends the optical path by 90 degrees and enters the birefringent element 6. The incident illumination light of the linearly polarized component incident on the birefringent element 6 is divided by the birefringent element 6 into an ordinary ray and an extraordinary ray whose vibration directions are orthogonal to each other. The ordinary light beam and the extraordinary light beam are projected onto the pupil position of the objective lens 2 by projecting the filament images of the two epi-illumination observation light sources 21 slightly shifted according to the amount of sharing of the birefringent element 6. Nomarski lighting.

【0034】試料Sからの反射光は、対物レンズ2によ
って取り込まれた後、複屈折素子6において同一光路上
に合成される。このとき、照野内の試料Sにエッジ(段
差)がある場合、エッジ(段差)のある所では、その割
合に応じた位相差が生じる。複屈折素子6で同一光路上
に合成された反射光は、常光成分及び異常光成分を維持
したまま光路折曲素子24を透過した後、検光子25に
おいて、常光成分及び異常光成分のうち検光子25を透
過する成分のみが相互に干渉する。
After the reflected light from the sample S is captured by the objective lens 2, it is combined on the same optical path in the birefringent element 6. At this time, when there is an edge (step) in the sample S in the illumination field, a phase difference corresponding to the ratio occurs at a portion where the edge (step) exists. The reflected light synthesized on the same optical path by the birefringent element 6 passes through the optical path bending element 24 while maintaining the ordinary light component and the extraordinary light component, and then is analyzed by the analyzer 25 out of the ordinary light component and the extraordinary light component. Only components that pass through photons 25 interfere with each other.

【0035】この干渉光は、結像レンズ26を透過した
後、光路分割素子31によって、その一部の干渉光が、
目視若しくは画像観察を行うための鏡筒8へ導光され、
残りの干渉光が、検出ユニット30内の検出光路へ導光
される。鏡筒8へ導光された干渉光は、接眼レンズ9に
よって、観察者の網膜上に試料像となって結像され、こ
の試料像に基づいて、試料Sの目視観察を行うことがで
きる。これに対して、検出光路へ導光された干渉光は、
まず、赤色波長域以上の光を反射し且つ緑色波長域以下
の光を透過する第1の波長選択素子32に入射する。
After passing through the imaging lens 26, a part of the interference light is converted by the optical path splitting element 31.
Light is guided to a lens barrel 8 for visual or image observation,
The remaining interference light is guided to the detection optical path in the detection unit 30. The interference light guided to the lens barrel 8 is formed as a sample image on the retina of the observer by the eyepiece 9, and the sample S can be visually observed based on the sample image. On the other hand, the interference light guided to the detection optical path is
First, the light is incident on a first wavelength selection element 32 that reflects light in the red wavelength range or more and transmits light in the green wavelength range or less.

【0036】第1の波長選択素子32から反射した赤色
波長の干渉光は、対物レンズ2の焦点面で反射した反射
光成分のみがピンホール34aを通過して、検出器35
aに受光され、その受光量(受光強度)に応じた電気信
号(Rsig)に変換された後、ケーブル7を介して演
算ユニット40へ転送される。
In the red wavelength interference light reflected from the first wavelength selection element 32, only the reflected light component reflected on the focal plane of the objective lens 2 passes through the pinhole 34a, and the detector 35
a, is converted into an electric signal (Rsig) corresponding to the amount of received light (light receiving intensity), and then transferred to the arithmetic unit 40 via the cable 7.

【0037】一方、第1の波長選択素子32を透過した
緑色波長域以下の干渉光は、次に、緑色波長域以上の光
を反射し且つ青色波長域以下の光を透過する第2の波長
選択素子33に入射する。
On the other hand, the interference light of the green wavelength range or less that has passed through the first wavelength selection element 32 then reflects the light of the green wavelength range or more and transmits the light of the blue wavelength range or less. The light enters the selection element 33.

【0038】第2の波長選択素子33から反射した緑色
波長の干渉光は、対物レンズ2の焦点面で反射した反射
光成分のみがピンホール34bを通過して、検出器35
bに受光され、その受光量(受光強度)に応じた電気信
号(Gsig)に変換された後、ケーブル7を介して演
算ユニット40へ転送される。
In the green wavelength interference light reflected from the second wavelength selection element 33, only the reflected light component reflected on the focal plane of the objective lens 2 passes through the pinhole 34b, and the detector 35
b, is converted into an electric signal (Gsig) corresponding to the amount of received light (light receiving intensity), and then transferred to the arithmetic unit 40 via the cable 7.

【0039】一方、第2の波長選択素子33を透過した
青色波長の干渉光は、対物レンズ2の焦点面で反射した
反射光成分のみがピンホール34cを通過して、検出器
35cに受光され、その受光量(受光強度)に応じた電
気信号(Bsig)に変換された後、ケーブル7を介し
て演算ユニット40へ転送される。
On the other hand, of the interference light of the blue wavelength transmitted through the second wavelength selection element 33, only the reflected light component reflected on the focal plane of the objective lens 2 passes through the pinhole 34c and is received by the detector 35c. After being converted into an electric signal (Bsig) corresponding to the amount of received light (received light intensity), the signal is transferred to the arithmetic unit 40 via the cable 7.

【0040】このように逐一転送される電気信号は、演
算ユニット40の演算回路41において、所定の演算処
理が施される。具体的には、XY色度値(xi ,yi
が算出される。XY色度値は、全ての色を数値化するX
Y色度図から色相と彩度にのみ依存し且つ輝度には依存
しない値を規定したものであり、以下の(1)式及び
(2)式によって、このXY色度値を求めることができ
る。
The electrical signals thus transferred one by one are subjected to predetermined arithmetic processing in the arithmetic circuit 41 of the arithmetic unit 40. Specifically, XY chromaticity values (x i, y i)
Is calculated. The XY chromaticity value is the X that quantifies all colors.
The Y chromaticity diagram defines a value that depends only on hue and chroma and does not depend on luminance. The XY chromaticity value can be obtained by the following equations (1) and (2). .

【0041】[0041]

【数1】 (Equation 1)

【0042】以下、演算ユニット40の演算処理につい
て具体的に説明する。
Hereinafter, the arithmetic processing of the arithmetic unit 40 will be specifically described.

【0043】ここで、最初に、電気信号(Rsig1
Gsig1 、Bsig1 )が転送されたものとし、この
電気信号を上記(1)式及び(2)式に基づいて演算処
理することによって算出したXY色度値を(x1
1 )とすると、このXY色度値(x1 ,Y1 )は、第
1の記憶媒体42に記憶される。そして、次に転送され
た電気信号(Rsig2 、Gsig2 、Bsig2 )か
ら算出されたXY色度値(x2 、y2 )は、第2の記憶
媒体43に記憶される。続いて、第1及び第2の記憶媒
体42,43に記憶された各色度値の差分(Δx12=x
2 −x1 、Δy12=y2 −y1 )が算出され、その値
は、第1の差分記憶媒体44に記憶される。
Here, first, the electric signal (Rsig 1 ,
Gsig 1 and Bsig 1 ) are transferred, and the XY chromaticity values calculated by performing arithmetic processing on the electric signals based on the above equations (1) and (2) are represented by (x 1 ,
Y 1 ), the XY chromaticity value (x 1 , Y 1 ) is stored in the first storage medium 42. Then, the XY chromaticity values (x 2 , y 2 ) calculated from the next transferred electric signals (Rsig 2 , Gsig 2 , Bsig 2 ) are stored in the second storage medium 43. Subsequently, the difference between the chromaticity values stored in the first and second storage media 42 and 43 (Δx 12 = x
2− x 1 , Δy 12 = y 2 −y 1 ) is calculated, and its value is stored in the first difference storage medium 44.

【0044】また、次に転送された電気信号(Rsig
3 、Gsig3 、Bsig3 )から算出されたXY色度
値(x3 、y3 )は、更に、第1の記憶媒体42に記憶
された後、第1及び第2の記憶媒体42,43に記憶さ
れた各色度値の差分(Δx23=x3 −x2 、Δy23=y
3 −y2 )が算出されて、その値は、第2の差分記憶媒
体45に記憶される。そして、差分回路46において、
色差ΔE{=(Δx23−Δx122 +(Δy23−Δ
122 }が導き出される。
The next transferred electric signal (Rsig
The XY chromaticity values (x 3 , y 3 ) calculated from ( 3 , Gsig 3 , Bsig 3 ) are further stored in the first storage medium 42, and then stored in the first and second storage media 42, 43. (Δx 23 = x 3 −x 2 , Δy 23 = y)
3− y 2 ) is calculated, and its value is stored in the second difference storage medium 45. Then, in the difference circuit 46,
Color difference ΔE {= (Δx 23 −Δx 12 ) 2 + (Δy 23 −Δ
y 12 ) 2 } is derived.

【0045】このような演算処理は常に繰り返されてお
り、試料Sを移動させている場合において、ピンホール
34a、34b、34cの大きさ、対物レンズ2及び結
像レンズ26の各倍率で決まる測定スポットをエッジ
(段差)が通過する瞬間のみ、色差ΔE>0となる。但
し、試料保持ステージ1上の試料Sを移動させてい無い
場合や移動中にエッジ(段差)が無い場合、色差ΔE=
0となる。
Such a calculation process is always repeated, and when the sample S is being moved, the measurement is determined by the sizes of the pinholes 34a, 34b, 34c and the respective magnifications of the objective lens 2 and the imaging lens 26. Only at the moment when the edge (step) passes through the spot, the color difference ΔE> 0. However, when the sample S on the sample holding stage 1 is not moved or when there is no edge (step) during the movement, the color difference ΔE =
It becomes 0.

【0046】従って、色差ΔE>0となった地点から次
の色差ΔE>0となった地点までの距離が、試料S上の
エッジ(段差)や輪郭の間隔となる。
Accordingly, the distance from the point where the color difference ΔE> 0 is satisfied to the point where the next color difference ΔE> 0 is the interval between the edge (step) and the contour on the sample S.

【0047】上述したような試料Sに対する落射観察に
よれば、落射照明光を用いたことによって、透明及び不
透明の試料Sのエッジ(段差)や輪郭を正確に検出する
ことができると共に、エッジ(段差)や輪郭以外の形
状、例えば貫通していない穴の形状や輪郭に埋もれてし
まうような(窪みの中の)突起物の形状、及び、その寸
法を正確に測定することが可能となる。また、光量の変
化に左右され難いXY色度値を用いたことによって、落
射観察用光源21の出力変動や試料Sの反射率の変化に
影響されること無く、正確に試料Sを測定することが可
能となる。更に、光量の変化に基づいて試料Sの測定を
行う場合に必要となる「閾値の設定」が不要となるた
め、試料測定における作業効率を向上させることができ
る。
According to the above-described epi-illumination observation of the sample S, the use of the epi-illumination light enables accurate detection of the edges (steps) and contours of the transparent and opaque sample S and the edge ( This makes it possible to accurately measure the shape other than the step) and the contour, for example, the shape of a protrusion (in a depression) that is buried in the shape or contour of a hole that does not penetrate, and the dimensions thereof. In addition, by using the XY chromaticity values that are hardly influenced by the change in the amount of light, the sample S can be accurately measured without being affected by the output fluctuation of the epi-illumination observation light source 21 or the change in the reflectance of the sample S. Becomes possible. Furthermore, since "setting of a threshold value" required when measuring the sample S based on a change in the light amount is not necessary, the work efficiency in the sample measurement can be improved.

【0048】次に、複屈折素子6を対物レンズ2と結像
レンズ26との間の光路中から外して、試料Sに対する
透過観察を行う動作について説明する。
Next, the operation of removing the birefringent element 6 from the optical path between the objective lens 2 and the imaging lens 26 and performing transmission observation on the sample S will be described.

【0049】透過観察用光源11から発せられた光は、
コレクターレンズ12によってコンデンサレンズ13の
前側焦点位置に一旦結像した後、コンデンサレンズ13
によって平行光束に変換されて、試料保持ステージ1に
セットされた試料Sをケーラー照明する。
The light emitted from the transmission observation light source 11 is
After an image is once formed on the front focal position of the condenser lens 13 by the collector lens 12, the condenser lens 13
Is converted into a parallel light beam, and the sample S set on the sample holding stage 1 is subjected to Koehler illumination.

【0050】試料Sを透過した透過光は、対物レンズ2
で取り込まれた後、光路折曲素子24から検光子25を
透過し、更に、結像レンズ26を透過した後、光路分割
素子31によって、その一部の透過光が、目視若しくは
画像観察を行うための鏡筒8へ導光され、残りの透過光
が、上述した検出光路へ導光される。鏡筒8へ導光され
た透過光は、接眼レンズ9によって、観察者の網膜上に
試料像となって結像され、この試料像に基づいて、試料
Sの目視観察を行うことができる。これに対して、検出
光路へ導光された透過光は、結像レンズ26によって各
ピンホール34a,34b,34c面内に試料Sの拡大
像を投影する。そして、これらピンホール34a,34
b,34cを通過した光束は、夫々の光検出器35a,
35b,35cに入射する。このとき、夫々の光検出器
35a,35b,35cからは、受光量に応じた電気信
号が出力され、ケーブル7を介して演算ユニット40へ
転送される。
The transmitted light transmitted through the sample S is transmitted to the objective lens 2
After passing through the optical path bending element 24, the light passes through the analyzer 25 and further passes through the imaging lens 26, and then the light path splitting element 31 partially or partially transmits the light for visual observation or image observation. The remaining transmitted light is guided to the above-described detection optical path. The transmitted light guided to the lens barrel 8 is formed as a sample image on the retina of the observer by the eyepiece lens 9, and the sample S can be visually observed based on the sample image. On the other hand, the transmitted light guided to the detection optical path projects an enlarged image of the sample S on the respective pinholes 34a, 34b, 34c by the imaging lens 26. And these pinholes 34a, 34
b, 34c pass through the respective light detectors 35a, 35c.
The light is incident on 35b and 35c. At this time, an electric signal corresponding to the amount of received light is output from each of the photodetectors 35a, 35b, and 35c, and transferred to the arithmetic unit 40 via the cable 7.

【0051】演算ユニット40では、光検出器35a,
35b,35cからの電気信号に対して所定の演算処理
が施される。その一例として、演算回路41が、光検出
器35a,35b,35cからの電気信号を合計し、そ
の総電気信号に所定の演算処理を施す場合を想定する。
この場合、試料Sの像がピンホール34a,34b,3
4cを横切ることで夫々の光検出器35a,35b,3
5cに入射する光量が変わり、その出力が変化する。こ
のとき、総電気信号の出力も変化するため、その変化を
検出することによって、試料Sのエッジ(段差)や輪郭
等を測定することができる。例えば、総電気信号の変化
の最大値と最小値を検出し、その中間の値を検出したと
き、試料Sのエッジ(段差)や輪郭等として判定すれば
良い。
In the arithmetic unit 40, the photodetectors 35a,
Predetermined arithmetic processing is performed on the electric signals from 35b and 35c. As an example, it is assumed that the arithmetic circuit 41 sums up the electric signals from the photodetectors 35a, 35b, 35c and performs a predetermined operation on the total electric signal.
In this case, the image of the sample S is pinholes 34a, 34b, 3
4c, the respective photodetectors 35a, 35b, 3
The amount of light incident on 5c changes, and its output changes. At this time, since the output of the total electric signal also changes, the edge (step), the contour, and the like of the sample S can be measured by detecting the change. For example, the maximum value and the minimum value of the change of the total electric signal may be detected, and when an intermediate value is detected, it may be determined as an edge (step) or a contour of the sample S.

【0052】この場合、例えば、1個の光検出器35a
から出力される電気信号の変化を検出する方法でも、上
記同様に試料Sのエッジ(段差)や輪郭等として判定す
ることが可能である。
In this case, for example, one photodetector 35a
The method of detecting a change in the electrical signal output from the sample S can also be determined as an edge (step) or contour of the sample S in the same manner as described above.

【0053】なお、上述した実施の形態において、レボ
ルバ5は必ずしも必要というわけではなく、用途に応じ
て省略することも可能である。このときは、装置全体が
安価に提供できるといった効果がある。
In the embodiment described above, the revolver 5 is not always necessary, and can be omitted according to the application. In this case, there is an effect that the entire apparatus can be provided at low cost.

【0054】また、アーム部4と落射照明系20は、必
ずしも別体である必要はない。このときは、装置全体の
軽量化が行えるるといったことや、光軸がずれる要因を
最小限に抑えられるといった効果がある。
The arm 4 and the epi-illumination system 20 need not always be separate bodies. In this case, there is an effect that the weight of the entire apparatus can be reduced, and a factor that the optical axis shifts can be minimized.

【0055】更に、対物レンズ2の焦点位置の前後面か
らのノイズとなる情報をカットするためには必ずしもピ
ンホール34a、34b、34cである必要はなく、可
変絞りを用いてもよい。このときは、例えば一般金物部
品のように細かいひき目が発生するものでは絞りの大き
さが可変できるため、エッジ検出の感度が自由に選択で
き、測定効率が上昇するなどの効果が生まれる。
Further, in order to cut off information which becomes noise from the front and rear surfaces of the focal position of the objective lens 2, the pinholes 34a, 34b and 34c are not necessarily required, and a variable aperture may be used. In this case, the size of the aperture can be changed in a fine metal part such as a general metal part, so that the sensitivity of edge detection can be freely selected, and effects such as an increase in measurement efficiency can be obtained.

【0056】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変
形可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0057】例えば、対物レンズ2の後側焦点位置と共
役な位置に配置されているピンホール34a,34b,
34cは、その光通過経路の寸法を任意に可変さること
ができるうように構成することが好ましい。なぜなら、
試料Sの面が微細な凹凸状粗面であって全てがエッジ
(段差)と見なされてしまうような試料Sの面状態であ
っても、光通過経路の寸法を大きくすることによって、
誤検出が減少し検出精度を向上させることができるから
である。
For example, pinholes 34a, 34b,
34c is preferably configured such that the size of the light passage path can be arbitrarily varied. Because
Even if the surface of the sample S is a rough surface having a fine uneven shape and all surfaces are regarded as edges (steps), the size of the light passage path can be increased by increasing the size of the light passage path.
This is because erroneous detection is reduced and detection accuracy can be improved.

【0058】なお、本願発明の主旨に鑑みれば、落射照
明系を備えていればその目的を達成することができる。
In view of the gist of the present invention, if an epi-illumination system is provided, the object can be achieved.

【0059】つまり、本願発明の試料測定装置は、試料
から反射した反射光に基づいて、試料に対する落射観察
を行うための落射照明系と、試料からの反射光を検出し
て、その検出信号を出力する検出ユニットと、この検出
ユニットから出力された検出信号に所定の演算処理を施
すことによって、試料を測定することが可能な演算ユニ
ットと、落射照明系からの落射照明光を振動方向が互い
に直交する常光線と異常光線とに分けることが可能な光
学素子とを備えており、試料からの反射光は、光学素子
を介して検出ユニットにて検出され、この検出ユニット
によって電気信号に変換され、演算ユニットは、その電
気信号に所定の演算処理を施して、反射光の色度値を演
算し、その色度値に基づいて、試料の測定を行うように
構成されても良い。
That is, the sample measuring apparatus of the present invention detects the reflected light from the sample and the reflected light from the sample based on the reflected light reflected from the sample, and outputs the detection signal. A detection unit for outputting, a calculation unit capable of measuring a sample by subjecting a detection signal output from the detection unit to a predetermined calculation process, and an incident illumination light from an incident illumination system whose oscillation directions are mutually different. It has an optical element that can be divided into orthogonal ordinary rays and extraordinary rays.The reflected light from the sample is detected by the detection unit via the optical element, and is converted into an electric signal by this detection unit. The arithmetic unit may be configured to perform a predetermined arithmetic process on the electric signal, calculate a chromaticity value of the reflected light, and measure the sample based on the chromaticity value.

【0060】また、この構成においても、上記ピンホー
ル34a,34b,34cは、その光通過経路の寸法を
任意に可変させることができるように構成しても良く、
このように構成することにより、上述の通り誤検出が減
少し検出精度を向上させることができる。
Also in this configuration, the pinholes 34a, 34b, and 34c may be configured so that the dimensions of the light passage can be arbitrarily changed.
With this configuration, erroneous detection is reduced as described above, and detection accuracy can be improved.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、透明及び不透明等の試
料の種類を問わず、種々の試料のエッジ及び輪郭や形状
並びに寸法等を正確に測定することが可能な試料測定装
置を提供することにある。
According to the present invention, there is provided a sample measuring apparatus capable of accurately measuring edges, contours, shapes, dimensions, and the like of various samples regardless of the type of the sample, such as transparent or opaque. It is in.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る試料測定装置の構
成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sample measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のエッジ検出装置の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional edge detection device.

【図3】(A)は、被検体の位置と光検出器の出力との
関係を示す図、(B)は、被検体の像がピンホールにち
ょうど半分かかった状態を示す図。
FIG. 3A is a diagram illustrating a relationship between a position of a subject and an output of a photodetector, and FIG. 3B is a diagram illustrating a state in which an image of the subject is just half of a pinhole.

【図4】従来の位置検出装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional position detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 複屈折素子 10 透過照明系 20 落射照明系 30 検出ユニット 40 演算ユニット S 試料 Reference Signs List 6 birefringent element 10 transmission illumination system 20 epi-illumination illumination system 30 detection unit 40 arithmetic unit S sample

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA12 AA21 AA51 BB22 BB24 DD06 FF01 FF44 FF49 FF53 FF67 HH13 HH15 JJ01 JJ05 JJ09 JJ12 JJ15 LL00 LL04 LL12 LL20 LL22 LL30 LL33 LL34 LL46 PP01 PP02 PP12 PP24 QQ00 QQ13 QQ23 QQ26 QQ27 Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA12 AA21 AA51 BB22 BB24 DD06 FF01 FF44 FF49 FF53 FF67 HH13 HH15 JJ01 JJ05 JJ09 JJ12 JJ15 LL00 LL04 LL12 LL20 LL22 LL30 LL33 Q23 Q12 Q24 QQ12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料を透過した透過光に基づいて、試料
に対する透過観察を行うための透過照明系と、 試料から反射した反射光に基づいて、試料に対する落射
観察を行うための落射照明系と、 試料からの透過光又は反射光を検出して、その検出信号
を出力する検出ユニットと、 この検出ユニットから出力された検出信号に所定の演算
処理を施すことによって、試料を測定することが可能な
演算ユニットと、 落射観察と透過観察を選択的に切り換えることが可能で
あると共に、落射観察時において、落射照明系からの落
射照明光を振動方向が互いに直交する常光線と異常光線
とに分けることが可能な観察系切換素子とを備えてお
り、 観察系切換素子によって落射観察可能な状態に切り換え
られたとき、試料からの反射光は、検出ユニットによっ
て電気信号に変換され、演算ユニットは、その電気信号
に所定の演算処理を施して、反射光の色度値を算出し、
その色度値に基づいて、試料の測定を行うことを特徴と
する試料測定装置。
1. A transmission illumination system for performing transmission observation on a sample based on transmitted light transmitted through a sample, and an epi-illumination system for performing epi-illumination observation on a sample based on reflected light reflected from the sample. A detection unit that detects transmitted light or reflected light from a sample and outputs a detection signal thereof, and performs a predetermined arithmetic processing on the detection signal output from the detection unit to measure the sample Arithmetic unit, and can selectively switch between epi-illumination observation and transmission observation, and at the time of epi-illumination observation, divides epi-illumination light from the epi-illumination system into ordinary rays and extraordinary rays whose vibration directions are orthogonal to each other. And an observation system switching element capable of performing reflection observation from the sample when the observation system switching element switches the state to the epi-illumination observation mode. Is converted into an electrical signal Te, the arithmetic unit, by performing predetermined arithmetic processing on the electric signal, it calculates the chromaticity value of the reflected light,
A sample measuring device for measuring a sample based on the chromaticity value.
【請求項2】 前記観察系切換素子によって透過観察可
能な状態に切り換えられたとき、試料からの透過光は、
検出ユニットによって電気信号に変換され、演算ユニッ
トは、その電気信号に所定の演算処理を施して、透過光
の光量変化を算出し、その光量変化に基づいて、試料の
測定を行うことを特徴とする請求項1に記載の試料測定
装置。
2. When the observation system switching element is switched to a state where transmission observation is possible, transmitted light from the sample is:
It is converted into an electric signal by the detection unit, and the arithmetic unit performs predetermined arithmetic processing on the electric signal, calculates a change in the amount of transmitted light, and measures the sample based on the change in the amount of light. The sample measurement device according to claim 1.
【請求項3】 前記観察系切換素子によって落射観察可
能な状態に切り換えられた状態において、前記演算ユニ
ットは、色度値の変化量から色差を算出し、その色差の
変化量に基づいて、試料の測定を行うことを特徴とする
請求項1に記載の試料測定装置。
3. The arithmetic unit calculates a color difference from a change in chromaticity value in a state where the observation system switching element switches to a state in which epi-illumination observation is possible, and calculates a sample based on the change in the color difference. The sample measuring apparatus according to claim 1, wherein the measurement is performed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178309A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Mitsutoyo Corp Noncontact displacement measuring device, its edge detection method and edge detection program
US7308128B2 (en) 2002-11-28 2007-12-11 Keyence Corporation Magnifying observation apparatus, method for observing magnified image, and computer-readable medium
JP2012058134A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Daido Steel Co Ltd Inspection method of recessed part and inspection device of recessed part
CN114441440A (en) * 2021-12-23 2022-05-06 浙江大学 Wafer defect detection system and method

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