JP2014055920A - 共焦点計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共焦点計測装置101は、複数の波長の光を出射する光源21と、光源21からの光に色収差を発生させる回折レンズ1と、色収差を生じさせた光を計測対象物200に集光する対物レンズ2と、合焦する光を通過させるピンホール(光ファイバ11)と、光の強度を波長ごとに測定する測定部(分光器23および撮像素子24)とを備える。回折レンズ1は、色収差を発生させるための回折パターンが形成された回折面1aと、回折面1aの反対側に位置する平面1bとを有する。回折レンズ1の平面1bには、回折レンズ1の光軸Xを中心とした円形の遮光膜4が配置される。
【選択図】図1
Description
好ましくは、減光部が形成された回折レンズの平面は、ピンホールに向けられる。回折レンズの回折面は、対物レンズに向けられる。
好ましくは、減光部は、回折レンズの平面に固定された金属膜からなる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る共焦点計測装置の構成を示す模式図である。図1に示す共焦点計測装置101は、共焦点光学系を利用して計測対象物200の変位を計測する計測装置である。計測対象物200は、特に限定されるものではない。言い換えると、共焦点計測装置101の用途は特定の用途に限定されるものではない。
実施の形態1によれば、回折レンズ1の構造上の特徴により、変位の計測精度を高めることができる。本発明の実施の形態2では、撮像素子から出力される受光信号の処理によって、変位の計測精度を高めることができる。
図16は、本発明の実施の形態2に係る共焦点計測装置102によって計測される計測対象物200の一例を示した図である。図16を参照して、計測対象物200は、下地層200aと、透明体層200bとを有する。透明体層200bは、下地層200aの表面に配置される。透明体層200bの表側の面(上部の面)の反射率は、下地層200aの表面の反射率に比べて小さい。さらに、透明体層200bの厚みtbは受光波形の半値幅に比べて小さい。たとえば下地層200aは、シリコンウェハであり、透明体層200bは、そのシリコンウェハの表面に固定されたフォトレジストである。
光LBを走査した場合、上記の(1−1/n)tbという高さが計測される。したがって、計測された高さをhとすると、厚みtbは、以下の式に従って算出される。
図19は、本来の高さと、計測された高さとの関係を示す図である。屈折率nが1より大きいため、本来の高さ(厚みtb)は、計測値hよりも大きくなる。
Claims (7)
- 共焦点光学系を利用して計測対象物の変位を計測する共焦点計測装置であって、
複数の波長の光を出射する光源と、
色収差を発生させるための回折パターンが形成された回折面と、前記回折面の反対側に位置する平面とを有し、前記光源から出射する光に光軸方向に沿って色収差を発生させる回折レンズと、
前記回折レンズより前記計測対象物側に配置され、前記回折レンズで色収差を生じさせた光を前記計測対象物に集光する対物レンズと、
前記対物レンズで集光した光のうち、前記計測対象物において合焦する光を通過させるピンホールと、
前記ピンホールを通過した光の強度を波長ごとに測定する測定部とを備え、
前記回折レンズは、前記回折レンズの光軸を中心とする軸対称形状の減光部を有する、共焦点計測装置。 - 前記減光部は、前記回折レンズの前記平面に形成された遮光膜を含む、請求項1に記載の共焦点計測装置。
- 前記減光部が形成された前記回折レンズの前記平面は、前記ピンホールに向けられ、
前記回折レンズの前記回折面は、前記対物レンズに向けられる、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記減光部は、前記回折レンズの前記平面に固定された塗料からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の共焦点計測装置。
- 前記減光部は、前記回折レンズの前記平面に固定された金属膜からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の共焦点計測装置。
- 前記回折面には、前記回折パターンが環状に設けられ、
前記減光部は、前記回折パターンによって囲まれた、前記回折面の中央に配置された平面である、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記減光部の面積は、前記回折レンズの有効面積の10%から50%までの範囲内にある、請求項1〜6のいずれか1項に記載の共焦点計測装置。
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