JP2007278849A - Optical measuring device and optical measuring method - Google Patents

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Shigeo Kamiya
滋雄 神谷
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical measuring device capable of observing an inspection object three-dimensionally by a color image, using a simple structure. <P>SOLUTION: This optical measuring device is equipped with an objective lens system wherein a first inputted light having a first wavelength is condensed onto the inspection object and a first reflected light reflected by the inspection object is outputted, and a second inputted light having a second wavelength is split into the second reference light and a second measuring light, and the second measuring light is condensed onto the inspection object and the second reflected light reflected by the inspection object is outputted, and the second reference light is reflected and the third reflected light interfering with the second reflected light is outputted. A three-dimensional image of the inspection object is generated by using the first reflected light and interference between the second reflected light and the third reflected light. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は被検査物を三次元的に測定できる光学測定装置及び光学測定方法に関し、より詳しくは、半導体パッケージのバンプ電極等の微細な被検査物の形状や高さを正確に測定することのできる光学測定装置及び光学測定方法に関する。   The present invention relates to an optical measurement apparatus and an optical measurement method capable of measuring an object to be inspected in three dimensions, and more specifically, to accurately measure the shape and height of a minute object to be inspected such as a bump electrode of a semiconductor package. The present invention relates to an optical measurement apparatus and an optical measurement method.

従来、微細な被検査物を測定するために、白色光干渉方式三次元顕微鏡や共焦点方式三次元顕微鏡が用いられている。   Conventionally, a white light interference type three-dimensional microscope or a confocal type three-dimensional microscope has been used to measure a minute inspection object.

図8は、一例として、典型的な白色光干渉方式3次元顕微鏡100を示す。それは、ハロゲンランプ等の第一光源10と、凸レンズ11と、ハーフプリズム120と、対物レンズ131と、ビームスプリッタ132と、基準ミラー133とを備える。被検査物18が検査台17の上に載置される。   FIG. 8 shows a typical white light interference type three-dimensional microscope 100 as an example. It includes a first light source 10 such as a halogen lamp, a convex lens 11, a half prism 120, an objective lens 131, a beam splitter 132, and a reference mirror 133. The inspection object 18 is placed on the inspection table 17.

第一光源10からの光は、凸レンズ11を経由してハーフプリズム120によって被検査物18の方向に偏向される。その光は、対物レンズ131を通過した後に、ビームスプリッタ132によって、それを透過する光B1と基準ミラー133に向けて反射される光B2とに分割される。   Light from the first light source 10 is deflected in the direction of the inspection object 18 by the half prism 120 via the convex lens 11. After passing through the objective lens 131, the light is split by the beam splitter 132 into light B 1 that passes through the objective lens 131 and light B 2 that is reflected toward the reference mirror 133.

光B1は、被検査物18から反射されると、経路を逆にたどり、ハーフプリズム120を通過して、イメージレンズ15によって集束されてCCDカメラ140に到達する。   When the light B <b> 1 is reflected from the object to be inspected 18, the path is reversed, passes through the half prism 120, is focused by the image lens 15, and reaches the CCD camera 140.

一方、ビームスプリッタ132によって分割された光B2は、基準ミラー133によって反射されて逆経路をたどり、光B1と同様に、イメージレンズ15によって集束されてCCDカメラ140に到達する。   On the other hand, the light B2 split by the beam splitter 132 is reflected by the reference mirror 133 and follows a reverse path, and is focused by the image lens 15 and reaches the CCD camera 140, similarly to the light B1.

また、対物レンズ131、ビームスプリッタ132及び基準ミラー133を含む対物レンズ系130は、光B1の光軸に沿って上方又は下方に移動することができる。その移動に伴い、対物レンズ131と被検査物18との間の距離が変わるため、光B1の光軸の長さも変わる。それに対し、対物レンズ131と基準ミラー133との間の距離は一定である。そのため、光B1の光軸の長さと光B2の光軸の長さとの差が生じ、その差は、対物レンズ系130の移動に応じて変化することになる。   The objective lens system 130 including the objective lens 131, the beam splitter 132, and the reference mirror 133 can move upward or downward along the optical axis of the light B1. Along with the movement, since the distance between the objective lens 131 and the inspection object 18 changes, the length of the optical axis of the light B1 also changes. On the other hand, the distance between the objective lens 131 and the reference mirror 133 is constant. Therefore, a difference occurs between the length of the optical axis of the light B1 and the length of the optical axis of the light B2, and the difference changes according to the movement of the objective lens system 130.

その光軸の長さの相違により、2つの光の相対的な位相差が変わることになる。相対位相差が0であれば、それらの光の強度は強め合い、位相差が180度であれば、強度は打ち消し合う。また、それらの位相差間では、正弦曲線を描くように、強度は変化する。   Due to the difference in the length of the optical axis, the relative phase difference between the two lights changes. If the relative phase difference is 0, the intensities of those lights are intensified, and if the phase difference is 180 degrees, the intensities cancel each other. In addition, the intensity changes so as to draw a sine curve between these phase differences.

そのため、対物レンズ系130の上下への移動に伴い、光B1及び光B2は、被検査物の表面の凹凸に対応した高さで強度の変化を表す干渉縞を発生させる。CCDカメラ140ではその干渉縞が観測されることになる。   Therefore, as the objective lens system 130 moves up and down, the light B1 and the light B2 generate interference fringes that represent a change in intensity at a height corresponding to the unevenness of the surface of the inspection object. In the CCD camera 140, the interference fringes are observed.

このように、白色光干渉方式3次元顕微鏡は、白色光を用いて、基準経路(基準ミラーによって反射される光路)と被検査物までの検査経路との経路差を利用し、白色光の干渉状態に応じて被検査物の高さを算出している。   As described above, the white light interference type three-dimensional microscope uses white light and uses the difference between the reference path (the optical path reflected by the reference mirror) and the inspection path to the object to be inspected. The height of the inspection object is calculated according to the state.

また、微細な被検査物を測定するために、従来から共焦点方式三次元顕微鏡も用いられている。共焦点方式三次元顕微鏡は、対物レンズを上から下に移動させて被検査物との距離を変化させる構成とピンホールとを備える。対物レンズと被検査物との距離を変化させると、それに伴い、被検査物の画像のピントがはずれた位置から徐々に合焦し、それからまたピントが外れるようになる。ピンホールに光が合焦したときに、その合焦した部分の画像を取り込み、画像を合成する。   In addition, a confocal three-dimensional microscope has been conventionally used to measure a minute inspection object. The confocal three-dimensional microscope includes a configuration in which the objective lens is moved from top to bottom to change the distance from the object to be inspected and a pinhole. When the distance between the objective lens and the object to be inspected is changed, the image of the object to be inspected is gradually focused from the out-of-focus position, and then defocused again. When the light is focused on the pinhole, an image of the focused portion is captured and the image is synthesized.

そのように、共焦点方式三次元顕微鏡では、合焦した部分の画像を取り込むため、合成された画像は、被検査物の色彩を再現することができる。
特開2001−201325 特許文献1は、被観察物体を対物レンズを通して撮像する撮像カメラと、その被観察物体の凹凸を計測する二次元の干渉計とを有する三次元形状観察装置を開示する。その装置は、二次元の干渉計として、2種類の光源を使用し、また、被観察物体を観察するための照明ランプと、その二次元の干渉計の2種類の光源との照射の切り換えを行うためのシャッタ等を用いている。
As described above, since the confocal three-dimensional microscope captures an image of a focused portion, the synthesized image can reproduce the color of the inspection object.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-201325 discloses a three-dimensional shape observation apparatus having an imaging camera that images an object to be observed through an objective lens and a two-dimensional interferometer that measures the unevenness of the object to be observed. The apparatus uses two types of light sources as a two-dimensional interferometer, and switches illumination between the illumination lamp for observing the object to be observed and the two types of light sources of the two-dimensional interferometer. A shutter or the like is used.

白色光干渉方式三次元顕微鏡は、「高さ」に対する高い分解能を有しているが、得られる画像は色調や明度が再現できないという問題点を有している。   The white light interference type three-dimensional microscope has a high resolution with respect to the “height”, but has a problem that the obtained image cannot reproduce the color tone and brightness.

共焦点方式三次元顕微鏡は、自然な色調や明度を有する画像を得ることができるが、「高さ」に対する分解能が低く、特に、低倍率では被写界深度が広がり正確な「高さ」精度を得ることが難しいという問題点を有している。   The confocal 3D microscope can obtain images with natural color tone and brightness, but the resolution to “height” is low, especially at low magnification, the depth of field increases and accurate “height” accuracy It is difficult to obtain.

また、特許文献1の装置は、波長の異なる2種類の光源と、被観察物体を観察するための照明ランプと、その二次元の干渉計の2種類の光源との照射の切り換えを行うためのシャッタ等とを必要としており、構造が複雑である。   Further, the apparatus of Patent Document 1 is for switching between irradiation of two types of light sources having different wavelengths, an illumination lamp for observing an object to be observed, and two types of light sources of the two-dimensional interferometer. A shutter or the like is required, and the structure is complicated.

本発明に係る光学測定装置は、入力される第1波長の第一光を被検査物へ集束して被検査物から反射される第1反射光を出力し、入力される第2波長の第二光を第2参照光と第2測定光とに分割し、第2測定光を前記被検査物へ集束して該検査物から反射される第2反射光を出力するとともに、前記第2参照光を反射して前記第2反射光と干渉させる第3反射光を出力する対物レンズ系を備え、第1反射光と、第2反射光と第3反射光との干渉とを用いて被検査物の三次元画像を生成する。   The optical measuring apparatus according to the present invention focuses the input first light having the first wavelength on the inspection object, outputs the first reflected light reflected from the inspection object, and inputs the second light having the second wavelength to be input. The two lights are divided into a second reference light and a second measurement light, the second measurement light is focused on the inspection object, and a second reflected light reflected from the inspection object is output, and the second reference is performed. An objective lens system is provided that outputs a third reflected light that reflects light and interferes with the second reflected light, and is inspected using the first reflected light and the interference between the second reflected light and the third reflected light. Generate a three-dimensional image of an object.

第一光は可視光でもよく、第二光は紫外光でもよい。   The first light may be visible light and the second light may be ultraviolet light.

対物レンズ系は、第2波長の測定光の参照光を反射するための反射手段を備えることができる。   The objective lens system can include a reflecting means for reflecting the reference light of the measurement light having the second wavelength.

本発明に係る光学測定装置は、さらに、対物レンズ系又は被検査物を移動させて被検査物と対物レンズ系との間の距離を変化させる移動手段を備えることができる。   The optical measurement apparatus according to the present invention may further include a moving unit that moves the objective lens system or the inspection object to change the distance between the inspection object and the objective lens system.

反射手段は、第一光を吸収し又は透過させることによって第2参照光のみを反射することができる。   The reflecting means can reflect only the second reference light by absorbing or transmitting the first light.

また、本発明に係る被検査物の三次元形状を測定することのできる光学測定装置は、第一光を出力する第1光源と、第二光を出力する第2光源と、第二光を測定光と参照光とに分割する分割手段とを備え、さらに、参照光を反射する反射手段と、測定光及び第一光を被検査物に集束する集束手段とを備える対物レンズ系であって、被検査物から反射された測定光及び第一光と反射手段によって反射した参照光とを出力する対物レンズ系と、この対物レンズ系から出力された、被検査物から反射された第一光を受光する第1撮像手段と、対物レンズ系から出力された、被検査物から反射された測定光と反射手段から反射された参照光とを受光する第2撮像手段と、第1及び第2受光手段で受光した光から被検査物の三次元形状の画像を生成する画像生成手段とを備える。   Moreover, the optical measuring device which can measure the three-dimensional shape of the test object according to the present invention includes a first light source that outputs first light, a second light source that outputs second light, and second light. An objective lens system comprising: a splitting means for splitting the measurement light and the reference light; and a reflecting means for reflecting the reference light; and a focusing means for focusing the measurement light and the first light on the inspection object. An objective lens system for outputting the measurement light reflected from the object to be inspected and the first light and the reference light reflected by the reflecting means, and the first light reflected from the object to be inspected that is output from the objective lens system. First imaging means for receiving light, second imaging means for receiving measurement light reflected from the object to be inspected and reference light reflected from the reflecting means, which are output from the objective lens system, and first and second Generates a three-dimensional image of the inspection object from the light received by the light receiving means And a image generating unit.

第一光は可視光でもよく、第二光は紫外光でもよい。   The first light may be visible light and the second light may be ultraviolet light.

反射手段は、第一光を吸収し又は透過させることによって参照光のみを反射することができる。   The reflecting means can reflect only the reference light by absorbing or transmitting the first light.

さらに、対物レンズ系又は被検査物を移動させて被検査物と対物レンズ系との間の距離を変化させる移動手段を備えてもよい。   Furthermore, a moving means for moving the objective lens system or the inspection object and changing the distance between the inspection object and the objective lens system may be provided.

さらに、対物レンズ系と第1又は第2撮像手段との間に、被検査物からの第一光の反射光と、被検査物からの測定光の反射光及び反射手段から反射された参照光とを分離する分離手段を備えてもよい。   Further, between the objective lens system and the first or second imaging means, the reflected light of the first light from the inspection object, the reflected light of the measurement light from the inspection object, and the reference light reflected from the reflection means Separation means for separating them may be provided.

被検査物からの測定光の反射光と、反射手段から反射された参照光とが第2撮像手段によって検出される際に干渉強度パターンを生成することが望ましい。   It is desirable to generate an interference intensity pattern when the reflected light of the measurement light from the inspection object and the reference light reflected from the reflecting means are detected by the second imaging means.

さらに、本発明に係る被検査物の三次元形状を測定する光学測定方法は、第一光によって被検査物のカラー画像を取得する工程と、第二光によって被検査物の所定の高さの干渉縞データを入手する工程と、被検査物の高さを相対的に段階的に変化させて第二光に干渉縞を発生させる工程と、被検査物のカラー画像から干渉縞のデータに対応する画像データを抽出する工程と、各干渉縞のデータごとに抽出した画像データを組み合せて被検査物の三次元形状を表す画像を生成する工程とを含む。   Furthermore, an optical measurement method for measuring a three-dimensional shape of an object to be inspected according to the present invention includes a step of obtaining a color image of the object to be inspected with first light and a predetermined height of the object to be inspected with second light. Corresponding to interference fringe data from the color image of the inspection object, the process of obtaining the interference fringe data, the process of generating the interference fringes in the second light by changing the height of the inspection object relatively stepwise Extracting the image data to be processed, and combining the image data extracted for each interference fringe data to generate an image representing the three-dimensional shape of the inspection object.

本発明によれば、紫外光を用いることによって、従来の白色光を使用した白色光干渉方式顕微鏡よりも、精度(分解能)を向上させることができるとともに、可視光を併せて用いることにより撮像される画像をカラー画像(色調及び明度を有する画像)として得ることができる。   According to the present invention, by using ultraviolet light, accuracy (resolution) can be improved as compared with a conventional white light interference microscope using white light, and imaging is performed by using visible light together. Can be obtained as a color image (an image having color tone and brightness).

また、共焦点方式顕微鏡よりも、被検査物に対して広い視野を有した状態の画像でも高さ方向の高い精度(分解能)を得ることができる。   In addition, it is possible to obtain higher accuracy (resolution) in the height direction even with an image having a wider field of view than the confocal microscope.

さらに、簡単な構造で、被検査物を三次元的に観測することができる。   Furthermore, the inspection object can be observed three-dimensionally with a simple structure.

以下、本発明に係る光学測定装置の望ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ符号を付して、重複した説明を省略している。
[光学測定装置の構成]
図1は、本発明の一実施例に係る光学測定装置1を示す。
Hereinafter, preferred embodiments of an optical measuring device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in the figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[Configuration of optical measuring device]
FIG. 1 shows an optical measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

その装置1は、第一光源10と、第二光源20と、凸レンズ11と、第一ハーフミラー22と、第二ハーフミラー24と、第三ハーフミラー26と、対物レンズ系25と、第一撮像手段28と、第二撮像手段29と、制御手段23と、載置台17とを備える。   The apparatus 1 includes a first light source 10, a second light source 20, a convex lens 11, a first half mirror 22, a second half mirror 24, a third half mirror 26, an objective lens system 25, The imaging unit 28, the second imaging unit 29, the control unit 23, and the mounting table 17 are provided.

第一光源10は、被検査物18から色情報を取り出すための光を発光する光源である。   The first light source 10 is a light source that emits light for extracting color information from the inspection object 18.

このため、第一光源10からの光は、人間が視覚可能な色である必要があり可視光を利用する。また、この第一光源10の光として、例えば、波長が約500nmから700nm程度の白色光を用いることができる。   For this reason, the light from the first light source 10 needs to be a color that can be seen by humans, and uses visible light. As the light from the first light source 10, for example, white light having a wavelength of about 500 nm to 700 nm can be used.

第一光源10は、このような光を出力するようなハロゲンランプ等を用いることができる。   The first light source 10 may be a halogen lamp that outputs such light.

第二光源20は、第一光源10とは相違する波長の光を出力することのできる光源である。第二光源20が、第一光源10の光と相違する波長を出力することにより、詳細は後述するが、第二光源20からの光により干渉を生じさせ、被検査物18の高さ情報を得ることを可能にする。   The second light source 20 is a light source that can output light having a wavelength different from that of the first light source 10. As will be described in detail later, the second light source 20 outputs a wavelength different from the light of the first light source 10, but interference is caused by the light from the second light source 20, and the height information of the inspection object 18 is obtained. Make it possible to get.

この第二光源20が出力する光としては、波長が約350nmの紫外光を用いることができる。上記の如く、第二光源20の光としては、第一光源10の光と相違する波長を有する光であれば特に限定されないが、被検査物18が微細であるため、赤外線より波長の短い紫外線を用いる。尚、この第二光源20には、安定した紫外線の出力を行うためにも、レーザ照射装置を用いることが好ましい。   As the light output from the second light source 20, ultraviolet light having a wavelength of about 350 nm can be used. As described above, the light from the second light source 20 is not particularly limited as long as it has a wavelength different from that of the light from the first light source 10, but since the inspection object 18 is fine, ultraviolet light having a wavelength shorter than that of infrared light. Is used. In addition, it is preferable to use a laser irradiation apparatus for this 2nd light source 20 also in order to output the stable ultraviolet-ray.

凸レンズ11は、第一光源10から発散された光を平行光にするために用いられる。   The convex lens 11 is used to make light emitted from the first light source 10 into parallel light.

第一ハーフミラー22は、第一光源10から出力された第一光を通過させる一方、第二光源20からの第二光を、第二ハーフミラー24に向けて反射する。この第一ハーフミラー22を用いることにより、第一光源10からの第一光と第二光源20からの第二光とを合成することができる。   The first half mirror 22 transmits the first light output from the first light source 10 and reflects the second light from the second light source 20 toward the second half mirror 24. By using the first half mirror 22, the first light from the first light source 10 and the second light from the second light source 20 can be synthesized.

第二ハーフミラー24は、合成された第一光と第二光を後述する対物レンズ系25へ案内する。   The second half mirror 24 guides the synthesized first light and second light to an objective lens system 25 described later.

尚、この第二ハーフミラー24は、後述する対物レンズ系25からの反射光を透過させる。   The second half mirror 24 transmits reflected light from an objective lens system 25 described later.

対物レンズ系25は、第一光と第二光を被検査物18に照射して、反射光を生じさせるとともに、第二光から「高さ」測定用の干渉光を生じさせる。この対物レンズ系25により、合成された第一光と第二光を、「色」情報を得るための第一光と、「高さ」情報を得るための第二光とに分離させる。そして、この対物レンズ系25は、分離させた第二光を更に分離して干渉させる。   The objective lens system 25 irradiates the inspection object 18 with the first light and the second light to generate reflected light and to generate interference light for measuring “height” from the second light. The objective lens system 25 separates the combined first light and second light into first light for obtaining “color” information and second light for obtaining “height” information. The objective lens system 25 further separates and interferes with the separated second light.

つまり、この対物レンズ系25は、入射される第一光と第二光の合成光から、第一光と第二光を分離し、第一光は被検査物18へと案内し、また同時に、第二光は更に分離して、一方の光を被検査物18へ案内するとともに他方の光を干渉に用いる光とし、更に、これら3つの光を、被検査物又は基準ミラーによる反射光として出力する。   In other words, the objective lens system 25 separates the first light and the second light from the combined light of the first light and the second light that are incident, and the first light is guided to the inspection object 18 and at the same time. The second light is further separated, one light is guided to the inspection object 18 and the other light is used as interference light. Further, these three lights are reflected as light reflected by the inspection object or the reference mirror. Output.

この対物レンズ系25は、分離された第一光を被検査物18に照射するとともに被検査物18より反射された撮像光を後述する第三ハーフミラー26へ案内する。また、この対物レンズ系25は、分離された第二光を被検査物18へ照射して、被検査物18からの反射される測定光と、この測定光に干渉を生じさせるための参照光を生じさせ、測定光と参照光による干渉光を第三ハーフミラー26へ案内する。   The objective lens system 25 irradiates the inspection object 18 with the separated first light and guides the imaging light reflected from the inspection object 18 to a third half mirror 26 described later. Further, the objective lens system 25 irradiates the inspection object 18 with the separated second light, and the measurement light reflected from the inspection object 18 and the reference light for causing interference with the measurement light. The interference light by the measurement light and the reference light is guided to the third half mirror 26.

この対物レンズ系25は、対物レンズ251、第四ハーフミラー252、基準ミラー253を有してなる。   The objective lens system 25 includes an objective lens 251, a fourth half mirror 252, and a reference mirror 253.

対物レンズ251は、対物レンズ系25に入射される第一光及び第二光を被検査物18に対し集束するために用いられる。   The objective lens 251 is used to focus the first light and the second light incident on the objective lens system 25 on the inspection object 18.

第四ハーフミラー252は、第一光を被検査物18へ案内するとともに、第二光を被検査物18に向かうように通過する光C1と、反射されて基準ミラー253に向かう光C2とに分離する。   The fourth half mirror 252 guides the first light to the inspection object 18 and converts the light C1 that passes the second light toward the inspection object 18 and the light C2 that is reflected toward the reference mirror 253. To separate.

尚、この光C1が被検査物18に反射して測定光となり、光C2が後述する基準ミラー253から反射して参照光となる。   The light C1 is reflected by the inspection object 18 and becomes measurement light, and the light C2 is reflected from a reference mirror 253 described later and becomes reference light.

基準ミラー253は、第二光を反射させるミラーである。   The reference mirror 253 is a mirror that reflects the second light.

尚、第四ハーフミラー252は、上記の如き、第二光を2つに分離するが、同時に第一光を2つに分離することになるため、基準ミラー253は第一光を透過し第二光のみを反射させるミラーを用いる。   As described above, the fourth half mirror 252 separates the second light into two, but simultaneously separates the first light into two. Therefore, the reference mirror 253 transmits the first light and transmits the first light. A mirror that reflects only two lights is used.

また、他の方法としては、基準ミラー253と第四ハーフミラー252の間の光路上に第一光を吸収し第二光のみを透過させるフィルタを配置することもでき、この場合であれば、基準ミラーは第一光及び第二光を反射するミラーを用いることができる。   As another method, a filter that absorbs the first light and transmits only the second light can be disposed on the optical path between the reference mirror 253 and the fourth half mirror 252. In this case, As the reference mirror, a mirror that reflects the first light and the second light can be used.

そのような基準ミラー及びフィルタによって、第一光を吸収し又は透過させることによって第2参照光のみを反射する反射手段を構成する。   Such a reference mirror and filter constitute a reflecting means that reflects only the second reference light by absorbing or transmitting the first light.

第三ハーフミラー26は、第二ハーフミラー24を通過した被検査物の第一光の撮像光と、被検査物18から反射された第二光の測定光及び基準ミラー253から反射された参照光とを分離するためのミラーである。   The third half mirror 26 is the first light imaging light of the inspection object that has passed through the second half mirror 24, the second light measurement light reflected from the inspection object 18, and the reference light reflected from the reference mirror 253. It is a mirror for separating light.

そのため、第三ハーフミラー26は、第二ハーフミラー24を通過した被検査物の第一光の撮像光は通過させて第一撮像手段28に到達させ、また、第三ハーフミラー26は、被検査物18から反射された第二光の測定光及び基準ミラー253から反射された参照光は反射して第二撮像装置29に案内する。   Therefore, the third half mirror 26 passes the first light of the inspection object that has passed through the second half mirror 24 to reach the first image pickup means 28, and the third half mirror 26 The measurement light of the second light reflected from the inspection object 18 and the reference light reflected from the reference mirror 253 are reflected and guided to the second imaging device 29.

また、さらに、光学測定装置1は、第三ハーフミラー26を通過した第一光を集束するレンズ15と、その第一光から画像を形成する第一撮像装置28と、紫外光から画像を形成する第二撮像装置29とを備える。第三ハーフミラー26として、第一光と第二光とのように異なる波長を選択して反射又は透過させるダイクロイックミラーを用いることができる。   In addition, the optical measuring device 1 forms a lens 15 that focuses the first light that has passed through the third half mirror 26, a first imaging device 28 that forms an image from the first light, and an image from ultraviolet light. And a second imaging device 29. As the third half mirror 26, a dichroic mirror that selects and reflects or transmits different wavelengths such as the first light and the second light can be used.

対物レンズ251、第四ハーフミラー252及び基準ミラー253は、対物レンズ系25を構成する。この対物レンズ系25は、第一光D1及び紫外光の測定光C1の光軸に沿って上下に移動することができる。この対物レンズ系25の移動は例えばピエゾ素子(図示せず)によって行うことができる。その移動による被検査物18の測定対象部分の走査範囲は、例えば、その測定対象部分の高さに数10μmを加えた範囲である。例えば、測定対象部分の底部から頂部までの高さが60μmとすると、走査範囲は約70μmとなる。このように、この走査範囲の変更は、測定対象部分の高さに応じて、対物レンズ系25を移動させる駆動装置(図示せず)の駆動範囲の設定を変更することにより行うことができる。   The objective lens 251, the fourth half mirror 252, and the reference mirror 253 constitute an objective lens system 25. The objective lens system 25 can move up and down along the optical axes of the first light D1 and the ultraviolet measurement light C1. The objective lens system 25 can be moved by, for example, a piezo element (not shown). The scanning range of the measurement target portion of the inspection object 18 by the movement is, for example, a range obtained by adding several tens of μm to the height of the measurement target portion. For example, when the height from the bottom to the top of the measurement target portion is 60 μm, the scanning range is about 70 μm. As described above, the scanning range can be changed by changing the setting of the driving range of a driving device (not shown) that moves the objective lens system 25 according to the height of the measurement target portion.

その走査による高さデータの読み取り分解能は約0.1nmであり、繰り返し精度としては約10nmである。その走査は、対物レンズ251の被写界深度よりも小さい距離だけ変えながら行うため、被検査物18の測定対象部分の高さに応じて移動の回数が決定される。その移動ごとに、第一撮像装置28及び第二撮像装置29において第一光及び第二光による画像を得る。   The resolution of reading height data by the scanning is about 0.1 nm, and the repetition accuracy is about 10 nm. Since the scanning is performed while changing only a distance smaller than the depth of field of the objective lens 251, the number of movements is determined according to the height of the measurement target portion of the inspection object 18. For each movement, the first imaging device 28 and the second imaging device 29 obtain images of the first light and the second light.

第一及び第二撮像装置28及び29は、制御装置23に接続されていて、画像を得るごとにそのデータを保存する。また、制御装置23は、それらのデータに基づいて被検査物18の測定対象部分の三次元画像を生成する。
[紫外光による干渉縞の発生]
図2は、対物レンズ251と基準ミラー253との間の距離と、対物レンズ251と被検査物18との間の距離との関係を示す図である。図2では、対物レンズ251から基準ミラー253までと、対物レンズ251から被検査物18までとでは、対物レンズ251からビームスプリッタ252の反射面までの距離が共通するため、理解の容易のために、ビームスプリッタ252の反射面から被検査物18までの距離をL1とし、ビームスプリッタ252の反射面から基準ミラー253までの距離をL2として表している。
The first and second imaging devices 28 and 29 are connected to the control device 23 and store the data every time an image is obtained. Moreover, the control apparatus 23 produces | generates the three-dimensional image of the measurement object part of the to-be-inspected object 18 based on those data.
[Generation of interference fringes by ultraviolet light]
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the distance between the objective lens 251 and the reference mirror 253 and the distance between the objective lens 251 and the inspection object 18. In FIG. 2, the distance from the objective lens 251 to the reflection surface of the beam splitter 252 is common between the objective lens 251 and the reference mirror 253 and between the objective lens 251 and the inspection object 18. The distance from the reflecting surface of the beam splitter 252 to the inspection object 18 is represented as L1, and the distance from the reflecting surface of the beam splitter 252 to the reference mirror 253 is represented as L2.

対物レンズ251と基準ミラー253との距離は固定されている。つまり、ビームスプリッタ252の反射面から基準ミラー253までの距離L2は一定である。それに対し、それらを含む対物レンズ系25は、第一光D1及び紫外光の測定光C1の光軸に沿って上下に移動するため、対物レンズ251と被検査物18との間の距離、つまり、ビームスプリッタ252の通過位置から被検査物18までの距離L1は、対物レンズ系25の移動に応じて変動する。その結果、L1で定まる光路長と、L2で定まる光路長とが相違することになる。   The distance between the objective lens 251 and the reference mirror 253 is fixed. That is, the distance L2 from the reflection surface of the beam splitter 252 to the reference mirror 253 is constant. On the other hand, since the objective lens system 25 including them moves up and down along the optical axes of the first light D1 and the ultraviolet measurement light C1, the distance between the objective lens 251 and the inspection object 18, that is, The distance L 1 from the passing position of the beam splitter 252 to the inspection object 18 varies according to the movement of the objective lens system 25. As a result, the optical path length determined by L1 is different from the optical path length determined by L2.

そのため、2つの異なる光路長L1及びL2を通過する光の位相に差が生じることになる。その位相差が0であれば、それらの光の強度は強められ、位相差が180度であれば、強度は打ち消される。また、それらの位相差間では、正弦曲線を描くように、合成強度は変化する。   Therefore, a difference occurs in the phase of light passing through two different optical path lengths L1 and L2. If the phase difference is 0, the intensity of the light is increased, and if the phase difference is 180 degrees, the intensity is canceled. In addition, between the phase differences, the combined intensity changes so as to draw a sine curve.

つまり、対物レンズ系25が上方又は下方に移動すると、第二光の2つの光の部分C1及びC2の光路長(L1及びL2)に差が生じてそれらの相対位相が相違することになる。そのため、基準ミラー253から反射された第二光の参照光C2と、被検査物18から反射された測定光C1とによって、被検査物18の表面の凹凸に対応した高さで強度の変化を表す干渉縞が発生する。CCDカメラ29ではその干渉縞を観測することができる。   That is, when the objective lens system 25 moves upward or downward, a difference occurs in the optical path lengths (L1 and L2) of the two light portions C1 and C2 of the second light, and their relative phases differ. For this reason, the change in intensity at a height corresponding to the unevenness of the surface of the inspection object 18 is caused by the reference light C2 of the second light reflected from the reference mirror 253 and the measurement light C1 reflected from the inspection object 18. Interference fringes are generated. The CCD camera 29 can observe the interference fringes.

制御装置23は、そのCCDカメラ29で観測した干渉縞から高度のデータを得る。例えば、1波長が350nmである場合には、その1000分の1程度の分解能を得ることができる。
[光学測定装置の動作]
図3は、図1の光学測定装置における被検査物の画像の入手のための動作のフローチャートである。
The control device 23 obtains high-level data from the interference fringes observed by the CCD camera 29. For example, when one wavelength is 350 nm, about 1/1000 of the resolution can be obtained.
[Operation of optical measuring device]
FIG. 3 is a flowchart of an operation for obtaining an image of the inspection object in the optical measurement apparatus of FIG.

まず、ステップS31では、被検査物18を検査台17の上に載置する。   First, in step S31, the inspection object 18 is placed on the inspection table 17.

ステップS32では、被検査物18のどの領域を測定するかを決定し、所定の位置に焦点をあわせる。   In step S32, it is determined which area of the inspection object 18 is to be measured, and a predetermined position is focused.

ステップS33では、第一光源10及び第二光源20を起動して、それぞれ、第一光及び第二光を出力させる。   In step S33, the first light source 10 and the second light source 20 are activated to output the first light and the second light, respectively.

第一光源10から第一光が出力されると、その第一光は、凸レンズ11によって平行光にされ、第一ハーフミラー22を通過して第二ハーフミラー24に到達する。第二ハーフミラー24では、第一光は被検査物18に向けて偏向される。第一光は、さらに対物レンズ251によって被検査物18に向けて集束される。対物レンズ251を通過した第一光は、第四ハーフミラー252を通過する際に、一部の第一光D2が基準ミラー253に向けて偏向される。基準ミラー253に到達した第一光D2は、そこで吸収されて反射されない。   When the first light is output from the first light source 10, the first light is converted into parallel light by the convex lens 11, passes through the first half mirror 22, and reaches the second half mirror 24. In the second half mirror 24, the first light is deflected toward the inspection object 18. The first light is further focused toward the inspection object 18 by the objective lens 251. When the first light that has passed through the objective lens 251 passes through the fourth half mirror 252, a part of the first light D2 is deflected toward the reference mirror 253. The first light D2 that reaches the reference mirror 253 is absorbed there and is not reflected.

第四ハーフミラー252を通過した第一光D1は、被検査物18を照射し、それから反射されて、元の経路を逆に戻る。つまり、被検査物18から反射された第一光D1は、第四ハーフミラー252、対物レンズ251及び第二ハーフミラー24を通過する。   The first light D1 that has passed through the fourth half mirror 252 irradiates the inspection object 18, is reflected therefrom, and returns to the original path. That is, the first light D <b> 1 reflected from the inspection object 18 passes through the fourth half mirror 252, the objective lens 251, and the second half mirror 24.

第二ハーフミラー24を通過した第一光は、さらに、第三ハーフミラー26を通過し、対物レンズ15によって第一撮像装置28に向けて集束される。   The first light that has passed through the second half mirror 24 further passes through the third half mirror 26 and is focused toward the first imaging device 28 by the objective lens 15.

一方、第二光源20から出力された第二光は、第一ハーフミラー22によって第二ハーフミラー24に向けて反射され、さらに、第二ハーフミラー24によって被検査物18に向けて偏向される。偏向された第二光は、対物レンズ251によって被検査物18に向けて集束される。その後、第二光は、第四ハーフミラー252によって、基準ミラー253に向けて反射される参照光C2と、それを通過する測定光C1とに分離される。   On the other hand, the second light output from the second light source 20 is reflected by the first half mirror 22 toward the second half mirror 24 and further deflected by the second half mirror 24 toward the inspection object 18. . The deflected second light is focused toward the inspection object 18 by the objective lens 251. Thereafter, the second light is separated by the fourth half mirror 252 into reference light C2 reflected toward the reference mirror 253 and measurement light C1 passing therethrough.

基準ミラー253に到達した参照光C2は、そこで反射されてもとの経路を逆に戻る。つまり、第四ハーフミラー252に到達した参照光C2は、第四ハーフミラー252によって対物レンズ251に向けて反射される。   The reference light C <b> 2 that has reached the reference mirror 253 returns to its original path when reflected there. That is, the reference light C <b> 2 that has reached the fourth half mirror 252 is reflected by the fourth half mirror 252 toward the objective lens 251.

第四ハーフミラー252を通過した第二光の測定光C1は、被検査物18を照射し、それから反射されて元の経路を逆に戻る。つまり、測定光C1は、被検査物18から反射されて第四ハーフミラー252を通過する。   The measurement light C1 of the second light that has passed through the fourth half mirror 252 irradiates the inspection object 18, is reflected therefrom, and returns to the original path. That is, the measurement light C <b> 1 is reflected from the inspection object 18 and passes through the fourth half mirror 252.

第四ハーフミラー252によって偏向された第二光の参照光C2と、第四ハーフミラー252を通過した第二光の測定光C1とは、対物レンズ251を通過し、さらに、第二ハーフミラー24を通過する。   The reference light C2 of the second light deflected by the fourth half mirror 252 and the measurement light C1 of the second light that has passed through the fourth half mirror 252 pass through the objective lens 251, and further, the second half mirror 24. Pass through.

第二ハーフミラー24を通過した第二光の測定光C1及び参照光C2は、第三ハーフミラー26によって、第二撮像装置29に向けて偏向される。   The second measurement light C1 and the reference light C2 that have passed through the second half mirror 24 are deflected toward the second imaging device 29 by the third half mirror 26.

ステップS34では、被検査物18から反射された第一光による被検査物18の測定領域のカラー画像を第一撮像装置28によって撮影する。また、第二撮像装置29では、測定光C1と参照光C2との経路の相違に応じて発生した干渉縞を検出する。第一及び第二撮像装置28及び29のデータは、制御装置23の記憶装置(図示せず)に保存される。   In step S <b> 34, the first imaging device 28 captures a color image of the measurement area of the inspection object 18 by the first light reflected from the inspection object 18. Further, the second imaging device 29 detects interference fringes generated according to the difference in path between the measurement light C1 and the reference light C2. Data of the first and second imaging devices 28 and 29 is stored in a storage device (not shown) of the control device 23.

続いて、ステップS35において、制御装置23が、被検査物のすべての測定対象領域を測定したか(画像を入手したか)を判断し、まだ観測していない測定領域がある場合には、ステップS36において、対物レンズ系25を上方又は下方に向けて所定距離だけ移動させて、上記と同様に、第一光及び第二光によって被検査物の所定の部分の撮像を行う。その撮像を所定回数繰り返し、その撮像ごとに、夫々のデータを制御装置23の記憶装置に保存する。   Subsequently, in step S35, the control device 23 determines whether all measurement target areas of the inspection object have been measured (whether an image has been acquired). In S36, the objective lens system 25 is moved upward or downward by a predetermined distance, and a predetermined portion of the inspection object is imaged by the first light and the second light in the same manner as described above. The imaging is repeated a predetermined number of times, and each data is stored in the storage device of the control device 23 for each imaging.

すべての測定対象部分を観測し終えたときには、測定動作は終了し、次に、制御装置23に記憶されたデータを用いて、被検査物の測定対象部分の三次元画像の生成を行う。
[被検査物の三次元画像の生成]
図4(a)から図4(e)には、被検査物18の1つの測定対象部分を図1に示す光学測定装置1によって高さ方向に沿って順に観測した場合の画像の例を示す。
When all the measurement target portions have been observed, the measurement operation ends, and next, using the data stored in the control device 23, a three-dimensional image of the measurement target portion of the inspection object is generated.
[Generation of 3D image of inspection object]
FIG. 4A to FIG. 4E show examples of images when one measurement target portion of the inspection object 18 is observed in order along the height direction by the optical measurement device 1 shown in FIG. .

干渉縞は、上記の通り、第二光の測定の際に発生する。一方、第一光からは、被検査物18の拡大されたカラー画像を得ることができる。ただし、そのカラー画像には、被写界深度の範囲内の鮮明な画像と、その範囲以外のピントがずれてぼけた画像とが含まれている。   As described above, the interference fringes are generated when the second light is measured. On the other hand, an enlarged color image of the inspection object 18 can be obtained from the first light. However, the color image includes a clear image within the range of the depth of field and an image that is out of focus and out of focus.

第二光による干渉縞が発生した被検査物の高さにおいては、第一光がその被検査物の高さの位置に合焦する位置でもある。そのため、第一光により得たカラー画像において、干渉縞に対応する部分のみを抽出する必要がある。それが、図4(a)から図4(e)に示す画像である。   The height of the inspection object in which the interference fringes are generated by the second light is also a position where the first light is focused on the position of the inspection object. Therefore, it is necessary to extract only the part corresponding to the interference fringes in the color image obtained by the first light. That is the image shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e).

図4(a)から図4(e)は、対物レンズ系2を所定距離ごとに移動して、第一撮像装置28及び第二撮像装置29によって撮影した5つの測定領域を示す。その移動距離は、対物レンズ251の被写界深度よりも浅い距離である。その距離ごとに、対物レンズ系25を移動しながら被検査物18を高さ方向に沿って撮影したものである。   FIG. 4A to FIG. 4E show five measurement regions captured by the first imaging device 28 and the second imaging device 29 by moving the objective lens system 2 by a predetermined distance. The moving distance is a distance shallower than the depth of field of the objective lens 251. For each distance, the object 18 is photographed along the height direction while moving the objective lens system 25.

図4(a)は、干渉縞が発生している被検査物の最も高い位置にある部分40aの画像である。図4(e)は、干渉縞が発生している被検査物の最も低い位置にある部分40eの画像である。その他の図4(b)、(c)及び(d)は、図4(a)に示す部分40aと、図4(e)に示す部分40eとの間において、対物レンズ系2を所定距離ずつ移動して撮影した際に得た干渉縞が発生している部分40b,40c,40dの画像である。   FIG. 4A is an image of the portion 40a at the highest position of the inspection object where the interference fringes are generated. FIG. 4E is an image of the portion 40e at the lowest position of the inspection object where the interference fringes are generated. 4B, 4C, and 4D, the objective lens system 2 is moved by a predetermined distance between the portion 40a shown in FIG. 4A and the portion 40e shown in FIG. It is the image of the part 40b, 40c, 40d where the interference fringe obtained when moving and image | photographed.

図4(a)から図4(e)に示す画像を高さ方向に組み合せると、図5に示すような画像となる。なお、被写界深度よりも短い距離ごとに高さ方向に測定を行っているので、高さの異なる2つの干渉縞の発生位置との間にもカラー画像は存在するが、図5においては、干渉縞からカラー画像を抽出した位置を線で表すのみで、高さ方向の画像は省略している。図6は被検査物18の測定対象部分40を三次元的に表している。   When the images shown in FIGS. 4A to 4E are combined in the height direction, an image as shown in FIG. 5 is obtained. In addition, since measurement is performed in the height direction for each distance shorter than the depth of field, a color image exists between two interference fringe generation positions having different heights, but in FIG. Only the position where the color image is extracted from the interference fringes is represented by a line, and the image in the height direction is omitted. FIG. 6 three-dimensionally represents the measurement target portion 40 of the inspection object 18.

これらの処理は、制御装置23において行われる。つまり、まず、第二撮像装置29において得た第二光の干渉縞のデータから、被検査物の測定部分の高さデータを得る。次に、その高さデータに対応する第一光による被検査物の測定部分のカラー画像データから、その干渉縞に対応する部分の画像データを抽出する。その抽出した画像データを高さ方向に組み合せて、被検査物の三次元画像を生成する。
[代替例等]
以上、本発明に係る光学測定装置について説明したが、本発明はこれらの実施形態に拘束されるものではない。当業者が容易になしえる追加、削除、改変等は、本発明に含まれることを承知されたい。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
These processes are performed in the control device 23. That is, first, height data of the measurement portion of the inspection object is obtained from the interference fringe data of the second light obtained by the second imaging device 29. Next, image data of a portion corresponding to the interference fringe is extracted from the color image data of the measurement portion of the inspection object by the first light corresponding to the height data. The extracted image data is combined in the height direction to generate a three-dimensional image of the inspection object.
[Alternative examples]
The optical measurement apparatus according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to these embodiments. It should be understood that additions, deletions, modifications, and the like that can be easily made by those skilled in the art are included in the present invention. The technical scope of the present invention is defined by the description of the appended claims.

例えば、本実施例では対物レンズ系25を上下に移動させる例を説明したが、対物レンズ系25は動かさずに、被検査物18が載置されている検査台17を光軸に沿って上下に移動させてもよい。   For example, in this embodiment, the example in which the objective lens system 25 is moved up and down has been described. However, the objective lens system 25 is not moved, and the inspection table 17 on which the inspection object 18 is placed is moved up and down along the optical axis. It may be moved to.

本実施例では、対物レンズ251を第四ハーフミラー252への入射側に配置したが、第四ハーフミラー252の出射側の被測定物18に対向する側に配置してもよい。   In the present embodiment, the objective lens 251 is disposed on the incident side to the fourth half mirror 252, but may be disposed on the side facing the object 18 to be measured on the emission side of the fourth half mirror 252.

また、ハーフミラーに代えて、ハーフプリズムを用いてもよい。   Further, a half prism may be used instead of the half mirror.

図1は、本発明の一実施例に係る光学測定装置の概略側面構成図である。FIG. 1 is a schematic side view of an optical measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に係る光学測定装置における光の経路長の相違による干渉縞の発生原理を説明するための一部の概略側面構成図である。FIG. 2 is a partial schematic side view for explaining the principle of generation of interference fringes due to the difference in the light path length in the optical measurement apparatus according to FIG. 図3は、図1に係る光学測定装置を用いて被検査物の観測を行う際のフローチャートを示す。FIG. 3 is a flowchart for observing an inspection object using the optical measurement apparatus according to FIG. 図4(a)から図4(e)は、図1に係る光学測定装置を用いて被検査物の観測を行う際の画像の取得例を説明するための図である。FIG. 4A to FIG. 4E are diagrams for explaining an example of obtaining an image when observing an inspection object using the optical measurement apparatus according to FIG. 図5は、図4(a)から図4(e)の図を組み合せた図である。FIG. 5 is a combination of the drawings of FIGS. 4 (a) to 4 (e). 図6は、図5の画像を三次元的に表した図である。FIG. 6 is a three-dimensional representation of the image of FIG. 図7は、従来の白色光干渉方式の三次元顕微鏡の概略側面構成図である。FIG. 7 is a schematic side view of a conventional white light interference type three-dimensional microscope.

符号の説明Explanation of symbols

10:第一光源
11、15:凸レンズ
17:検査台
18:被検査物
20:第二光源
22、24、26:ハーフミラー
23:制御装置
25:対物レンズ系
28、29:CCDカメラ(第一及び第二撮像装置)
251:対物レンズ
253:基準ミラー
10: first light source 11, 15: convex lens 17: inspection table 18: inspection object 20: second light source 22, 24, 26: half mirror 23: control device 25: objective lens system 28, 29: CCD camera (first And second imaging device)
251: Objective lens 253: Reference mirror

Claims (12)

入力される第1波長の第一光を被検査物へ集束して該被検査物から反射される第1反射光を出力し、入力される第2波長の第二光を第2参照光と第2測定光とに分割し、該第2測定光を前記被検査物へ集束して該検査物から反射される第2反射光を出力するとともに、前記第2参照光を反射して前記第2反射光と干渉させる第3反射光を出力する対物レンズ系を備え、
前記第1反射光と、前記第2反射光と前記第3反射光との干渉とを用いて前記被検査物の三次元画像を生成する、光学測定装置。
The first light having the first wavelength input is focused on the inspection object, the first reflected light reflected from the inspection object is output, and the second light having the second wavelength input is the second reference light. The second measurement light is divided into the second measurement light, the second measurement light is focused on the inspection object, the second reflected light reflected from the inspection object is output, and the second reference light is reflected to reflect the second measurement light. An objective lens system that outputs third reflected light that interferes with the two reflected light;
An optical measurement device that generates a three-dimensional image of the inspection object using the first reflected light and the interference between the second reflected light and the third reflected light.
前記第一光は可視光であり、前記第二光は紫外光である、請求項1の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 1, wherein the first light is visible light and the second light is ultraviolet light. 前記対物レンズ系は、前記第2波長の測定光の前記参照光を反射するための反射手段を備える、請求項1の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 1, wherein the objective lens system includes a reflection unit configured to reflect the reference light of the measurement light having the second wavelength. さらに、前記対物レンズ系又は前記被検査物を移動させて前記被検査物と該対物レンズ系との間の距離を変化させる移動手段を備える、請求項1の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 1, further comprising moving means for moving the objective lens system or the inspection object to change a distance between the inspection object and the objective lens system. 前記反射手段は、前記第一光を吸収し又は透過させることによって前記第2参照光のみを反射する、請求項3の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 3, wherein the reflection unit reflects only the second reference light by absorbing or transmitting the first light. 被検査物の三次元形状を測定することのできる光学測定装置であって、
第一光を出力する第1光源と、
第二光を出力する第2光源と、
前記第二光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、
前記参照光を反射する反射手段と、前記測定光及び前記第一光を前記被検査物に集束する集束手段とを備える対物レンズ系であって、前記被検査物から反射された測定光及び前記第一光と前記反射手段によって反射した参照光とを出力する対物レンズ系と、
該対物レンズ系から出力された、前記被検査物から反射された前記第一光を受光する第1撮像手段と、
前記対物レンズ系から出力された、前記被検査物から反射された測定光と前記反射手段から反射された参照光とを受光する第2撮像手段と、
前記第1及び第2受光手段で受光した前記光から前記被検査物の三次元形状の画像を生成する画像生成手段とを備える光学測定装置。
An optical measuring device capable of measuring a three-dimensional shape of an inspection object,
A first light source that outputs first light;
A second light source that outputs second light;
Splitting means for splitting the second light into measurement light and reference light;
An objective lens system comprising a reflecting means for reflecting the reference light, and a focusing means for focusing the measurement light and the first light on the inspection object, the measurement light reflected from the inspection object and the An objective lens system for outputting the first light and the reference light reflected by the reflecting means;
First imaging means for receiving the first light reflected from the object to be inspected and output from the objective lens system;
Second imaging means for receiving the measurement light reflected from the object to be inspected and the reference light reflected from the reflecting means, which is output from the objective lens system;
An optical measurement apparatus comprising: an image generating unit configured to generate a three-dimensional image of the inspection object from the light received by the first and second light receiving units.
前記第一光は可視光であり、前記第二光は紫外光である、請求項6の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 6, wherein the first light is visible light and the second light is ultraviolet light. 前記反射手段は、前記第一光を吸収し又は透過させることによって前記参照光のみを反射する、請求項6の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 6, wherein the reflection unit reflects only the reference light by absorbing or transmitting the first light. さらに、前記対物レンズ系又は前記被検査物を移動させて前記被検査物と該対物レンズ系との間の距離を変化させる移動手段を備える、請求項6の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 6, further comprising moving means for moving the objective lens system or the inspection object to change a distance between the inspection object and the objective lens system. さらに、前記対物レンズ系と前記第1又は第2撮像手段との間に、前記被検査物からの前記第一光の反射光と、前記被検査物からの前記測定光の反射光及び前記反射手段から反射された参照光とを分離する分離手段を備える、請求項6の光学測定装置。   Further, between the objective lens system and the first or second imaging means, the reflected light of the first light from the inspection object, the reflected light of the measurement light from the inspection object, and the reflection The optical measurement apparatus according to claim 6, further comprising a separating unit that separates the reference light reflected from the unit. 前記被検査物からの前記測定光の反射光と、前記反射手段から反射された参照光とが前記第2撮像手段によって検出される際に干渉強度パターンを生成する、請求項6の光学測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 6, wherein an interference intensity pattern is generated when the reflected light of the measurement light from the inspection object and the reference light reflected from the reflection means are detected by the second imaging means. . 被検査物の三次元形状を測定する光学測定方法であって、
第一光によって前記被検査物のカラー画像を取得する工程と、
第二光によって前記被検査物の所定の高さの干渉縞データを入手する工程と、
前記被検査物の高さを相対的に段階的に変化させて前記第二光に干渉縞を発生させる工程と、
前記被検査物のカラー画像から前記干渉縞のデータに対応する画像データを抽出する工程と、
各干渉縞のデータごとに抽出した画像データを組み合せて被検査物の三次元形状を表す画像を生成する工程とを含む光学測定方法。

An optical measurement method for measuring a three-dimensional shape of an inspection object,
Obtaining a color image of the inspection object with first light;
Obtaining interference fringe data of a predetermined height of the object to be inspected by second light;
Changing the height of the inspection object in a relatively stepwise manner to generate interference fringes in the second light; and
Extracting image data corresponding to the interference fringe data from the color image of the inspection object;
Combining the image data extracted for each interference fringe data to generate an image representing the three-dimensional shape of the object to be inspected.

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