JP7377428B2

JP7377428B2 - 測定装置

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Publication number: JP7377428B2
Application number: JP2020012608A
Authority: JP
Inventors: 太一藤田; 哲司川上; 菜摘谷口; 隆志小倉
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: JP2021117190A

Description

本発明は測定装置に係り、特に真空容器の内部に設けられた構成部品の表面粗さや輪郭形状等を測定する技術に関する。

半導体製造装置用のプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）装置、スパッタリング装置等は、ワークを加工するためのガスを真空容器内に供給し、真空容器内でプラズマ化させたガスによりワークをエッチングしたり、ワークに薄膜を形成する。そのため、装置の稼働時間とともに、真空容器内の構成部品が消耗したり、成膜（デポ膜：Depot membraneとも呼ぶ）されたりして、装置の性能が変化する。

従来、この種の装置の性能の変化を防止するために、装置に具備された各種モニタリング機器で異常監視を行ったり、ワークの処理枚数や稼働時間で定期的に検査用ワークを処理し、仕様を満足しているかを確認しているが、性能の変化（例えば、構成部品の消耗、デポ膜等）を直接的に確認している訳ではない。

一方、測定対象物の表面の三次元形状を測定する形状測定装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の形状測定装置は、白色光等の低コヒーレンス光を出射する光源を使用し、光源から出射された低コヒーレンス光をビームスプリッタにより測定光と参照光とに分割し、分割した測定光を測定対象物に入射させ、参照光を参照ミラーに入射させる。

測定対象物の表面で反射した測定光の戻り光と参照ミラーで反射した参照光の戻り光とは、ビームスプリッタで合成されて干渉する。この測定光と参照光との干渉光を光検出手段により検出し、干渉光の強度が最大になるときの参照ミラーの位置を検出して、測定光が照射された測定対象物の表面の三次元形状を測定する。

特開２０１４－９８５７２号公報

特許文献１に記載の形状測定装置により真空容器の内部に設けられた構成部品の表面の三次元形状を測定する場合、真空容器を開放する必要がある。尚、真空容器は、一旦、容器開放すると、再び元の真空状態に復帰させるためには、大きなダウンタイムが発生するという問題がある。

また、真空容器を開放しても真空容器内にはプロセス性能を維持する上で障害物が沢山あり、特許文献１に記載の形状測定装置により構成部品の表面の三次元形状を直接測定することは困難である。この場合、真空容器から測定対象の構成部品を取り出す必要があり、作業が煩雑になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、真空容器の真空状態を維持しながら、真空容器の内部に設けられた構成部品の表面粗さや輪郭形状等を非接触で測定することができる測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１態様に係る発明は、真空容器の内部に設けられ、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品を測定対象物とし、測定対象物の表面を非接触で測定する測定装置であって、低コヒーレンス光を出射する光源と、光源から出射された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、光分割手段からの測定光の出射方向をＸ軸方向とすると、光分割手段から第１距離だけ離間したＸ軸方向の位置にて測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させる屈曲光学部材と、屈曲光学部材を先端部で保持し、真空容器に形成された開口部を介して真空容器の内部に屈曲光学部材を配置する屈曲光学部材保持軸と、開口部と屈曲光学部材保持軸との間の気密を保持し、かつ屈曲光学部材保持軸をＸ軸方向に移動可能にする気密手段と、光分割手段から出射される参照光を反射する参照光反射体と、少なくとも光分割手段、屈曲光学部材保持軸及び参照光反射体を搭載したステージをＸ軸方向に移動させる移動ステージと、ステージの移動位置を検出する第１位置検出手段と、ステージに対して参照光反射体を移動させて参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段と、参照光反射体の位置を検出する第２位置検出手段と、測定対象物で反射した測定光と参照光反射体で反射した参照光とを一つに合わせて干渉させる光干渉手段と、測定光と参照光との干渉光を受光する光検出手段と、光検出手段により検出された干渉光の強度が最大となるときの参照光反射体の位置を検出する第３位置検出手段と、第１位置検出手段により検出されたステージの移動位置、及び第３位置検出手段により検出された参照光反射体の位置に基づいて、測定対象物の表面のＸ軸方向の位置における測定対象物の表面を測定する測定手段と、を備える。

本発明の第１態様によれば、真空容器の内部に設けられた、ＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品（測定対象物）のＸ軸方向の表面を測定する場合、真空容器に形成された開口部を介して屈曲光学部材保持軸を真空容器内に挿入し、屈曲光学部材保持軸の先端部に保持された屈曲光学部材を、真空容器の内部の所望の位置に配置する。屈曲光学部材は、光分割手段からの測定光の出射方向（屈曲光学部材保持軸の軸方向）をＸ軸方向とすると、測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させるため、ＸＹ平面と平行な表面を有する測定対象物の表面に測定光を照射させることができる。これにより、真空容器の内部空間が狭くても測定対象物の表面に測定光を照射させることができる。

また、屈曲光学部材保持軸は、気密手段により真空容器に設けられた開口部との間の気密が保持され、かつＸ軸方向への移動が可能であるため、真空容器の真空状態を維持しながら、測定対象物の表面に測定光を入射させることができる。

移動ステージは、少なくとも光分割手段、屈曲光学部材保持軸及び参照光反射体を搭載したステージを、Ｘ軸方向に移動させることで、測定対象物の表面のＸ軸方向の所望の位置に測定光を照射させることができる。

参照光路長変更手段は、ステージに対して参照光反射体を移動させて参照光の光路長を変更し、光検出手段は、光路長の変更中に測定光と参照光との干渉光を検出する。そして、測定手段は、第３位置検出手段により検出された参照光反射体の位置（干渉光の強度が最大となるときの参照光反射体の位置）に基づいて、測定対象物の表面を測定する。尚、測定される測定対象物のＸ軸方向の表面の位置は、第１位置検出手段により検出されたステージの移動位置により特定される。

第２態様に係る発明は、真空容器の内部に設けられ、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品を測定対象物とし、測定対象物の表面を非接触で測定する測定装置であって、低コヒーレンス光を出射する光源と、光源から出射された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、光分割手段からの測定光の出射方向をＸ軸方向とすると、光分割手段から第１距離だけ離間したＸ軸方向の位置にて測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させる屈曲光学部材と、屈曲光学部材を先端部で保持し、真空容器に形成された開口部を介して真空容器の内部に屈曲光学部材を配置する屈曲光学部材保持軸と、開口部と屈曲光学部材保持軸との間の気密を保持し、かつ屈曲光学部材保持軸をＸ軸方向に移動可能にする気密手段と、光分割手段から出射される参照光を反射する参照光反射体と、少なくとも光分割手段、屈曲光学部材保持軸及び参照光反射体を搭載したステージをＸ軸方向に移動させる移動ステージと、ステージの移動位置を検出する第１位置検出手段と、ステージ上に設置され、少なくとも光分割手段及び参照光反射体を含む測定装置本体、又は屈曲光学部材保持軸を搭載し、測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸をＸ軸方向に微小移動させる精密移動ステージと、精密移動ステージによる測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸の移動位置を検出する第２位置検出手段と、測定対象物で反射した測定光と参照光反射体で反射した参照光とを一つに合わせて干渉させる光干渉手段と、測定光と参照光との干渉光を受光する光検出手段と、光検出手段により検出された干渉光の強度が最大となるときの測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸の位置を検出する第３位置検出手段と、第１位置検出手段により検出されたステージの移動位置、及び第３位置検出手段により検出された測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸の位置に基づいて、測定対象物の表面のＸ軸方向の位置における測定対象物の表面を測定する測定手段と、を備える。

第１態様に係る発明が、ステージに対して参照光反射体を移動させて参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段を備えているのに対し、第２態様に係る発明は、参照光路長変更手段に替えて精密移動ステージを備え、ステージに対して測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸をＸ軸方向に微小移動させることで、測定光の光路長を変更させる点で相違する。

本発明の第３態様に係る測定装置において、光検出手段は、受光素子がマトリクス状に配列されて構成された撮像面を有する撮像素子であり、撮像面に入射する干渉光は、撮像面の大きさに対応した断面を有し、第３位置検出手段は、受光素子ごとに干渉光の強度が最大となるときの参照光反射体の位置を検出し、測定手段は、受光素子ごとに検出された参照光反射体の位置に基づいて、測定対象物の表面を測定することが好ましい。

本発明の第４態様に係る測定装置において、光検出手段は、受光素子がマトリクス状に配列されて構成された撮像面を有する撮像素子であり、撮像面に入射する干渉光は、撮像面に対応した大きさの断面を有し、第２位置検出手段は、受光素子ごとに干渉光の強度が最大となるときの測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸の位置を検出し、測定手段は、受光素子ごとに検出された測定装置本体又は屈曲光学部材保持軸の位置に基づいて、測定対象物の表面を測定することが好ましい。

本発明の第５態様に係る測定装置において、気密手段は、フィードスルー用ベローズロッド、Ｏリング、磁性流体、又はマグネットリングであることが好ましい。

本発明の第６態様に係る測定装置において、測定手段は、測定対象物の表面粗さ及び輪郭形状の少なくとも一方を測定することが好ましい。

本発明の第７態様に係る測定装置において、第１距離は、測定対象物の表面のＸ軸方向の長さよりも長い距離であることが好ましい。

本発明の第８態様に係る測定装置において、ステージをＸ軸方向に移動させ、測定対象物の表面のＸ軸方向の一端から他端にわたって、測定光を測定対象物の表面に入射させるステージ制御部を更に備え、測定手段は、測定対象物の表面のＸ軸方向の全域を測定することが好ましい。

本発明の第９態様に係る測定装置において、移動ステージは、少なくとも光分割手段、屈曲光学部材保持軸及び参照光反射体を搭載したステージを、ＸＹＺ座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸＹステージであり、ステージ制御部は、ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させ、測定光を測定対象物の表面の全域にわたって入射させ、測定手段は、測定対象物の表面の全域を測定することが好ましい。

本発明の第１０態様に係る測定装置において、光分割手段から出射される測定光は、開口部を通過して屈曲光学部材に入射することが好ましい。

本発明の第１１態様に係る測定装置において、屈曲光学部材保持軸を、光分割手段から屈曲光学部材に向かって出射される測定光の光軸を中心にして回転させる回転手段を更に備えることが好ましい。これにより、屈曲光学部材保持軸を挟んで、測定対象物と対向する他の測定対象物の表面の測定も可能になる。

本発明の第１２態様に係る測定装置において、光分割手段から出射される測定光は、真空容器に設けられた第１透明部材からなる窓部を透過して屈曲光学部材に入射することが好ましい。真空容器には、もともと第１透明部材からなる窓部を有するものがあり、この窓部を利用して、測定光を真空容器の内部に入射させることができる。

本発明の第１３態様に係る測定装置において、光分割手段と参照光反射体との間に配置され、第１透明部材と同じ屈折率及び厚みを有する第２透明部材を備えることが好ましい。

本発明によれば、真空容器の真空状態を維持しながら、真空容器の内部に設けられた構成部品の表面粗さや輪郭形状等を非接触で測定することができる。

図１は、本発明に係る測定装置の第１実施形態の概要を示す要部構成図である。図２は、本発明に係る測定装置の第２実施形態を示す構成図である。図３は、図２に示した測定装置の白色干渉光学系等を内蔵した測定装置本体の要部を示す図である。図４は、主として図２に示した移動ステージの実施形態を示す図である。図５は、図２に示した測定装置の白色干渉光学系の白色干渉条件を説明するために用いた図である。図６は、白色干渉光学系を有する測定装置の測定原理を説明するために用いた図であり、図６（Ａ）は白色干渉光学系の概略図であり、図６（Ｂ）は撮像素子の撮像面を示す斜視図であり、図６（Ｃ）は撮像素子の各画素がそれぞれ受光する干渉光の一例を示す図である。図７は、図２に示した測定装置の要部ブロック図である。図８は、図２等に示した測定装置の変形例を示す要部構成図である。図９は、図８に示した移動ステージを含む測定装置の変形例を示す要部ブロック図である。図１０は、図３に示した測定装置の白色干渉光学系の変形例を示す図である。図１１は、移動ステージの他の実施形態を示す図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る測定装置の好ましい実施形態について説明する。

［測定装置の第１実施形態］
図１は、本発明に係る測定装置の第１実施形態の概要を示す要部構成図である。

図１に示す第１実施形態の測定装置１００－１は、プラズマＣＶＤ装置１－２に適用されたものである。

プラズマＣＶＤ装置１－１は、真空容器１０と、上部電極１２と、静電チャックを兼ねる下部電極１４と、上部電極１２及び下部電極１４をそれぞれ上下方向に駆動する上下駆動部１６、１８と、フォーカスリング２０、２２と、高周波電源３０とを備えている。尚、図１には図示されていないが、プラズマＣＶＤ装置１－１は、真空容器１０を真空にするための排気手段、及びワーク（例えば、シリコンウエハ）に薄膜を成膜する場合の薄膜の原料ガス、希釈ガス等を真空容器１０内に供給するガス供給手段等を備えている。

ワーク（図示せず）は、下部電極１４上に静電チャックにより固定される。上部電極１２には多数のガス噴出孔が設けられており、ガス供給手段は、上部電極１２の多数のガス噴出孔からシャワー状に上部電極１２と下部電極１４との間の処理空間に原料ガス等を供給する。

上部電極１２はグランドに接続され、下部電極１４は高周波電源３０を介してグランドに接続されており、高周波電源３０は、上部電極１２と下部電極１４との間に高周波のプラズマ生成用の電力を印加し、原料ガス（必要に応じて希釈ガス）をプラズマ化する。プラズマ化された原料ガスは、下部電極１４上に載置されたワーク上に堆積して薄膜を形成する。

尚、フォーカスリング２０、２２は、上部電極１２と下部電極１４との間の処理空間におけるプラズマを均一化するためのものである。上下駆動部１６、１８は、上部電極１２と下部電極１４との間隔を調整したり、ワークのローディング／アンローディングのために下部電極１４を上下方向（垂直方向）に昇降させる。

真空容器１０の内部に設けられた、プラズマＣＶＤ装置１－１の構成部品（例えば、上部電極１２、下部電極１４、フォーカスリング２０、２２）には、装置の稼働時間にしたがってデポ膜が付着する。

図１において、１２Ａ、１４Ａは、それぞれ上部電極１２及び下部電極１４に付着したデポ膜である。デポ膜とは、装置が長期間運用されるとことでワーク以外の部分に厚く堆積する被膜である。

プラズマＣＶＤ装置１－１の構成部品（例えば、上部電極１２）にデポ膜１２Ａが堆積すると、デポ膜１２Ａにより上部電極１２の多数のガス噴出孔の一部が塞がり、ガス噴出孔から放出される原料ガスが面内で不均一になり、プラズマＣＶＤ装置１－１の性能が変化（低下）する。

ここで、装置の性能とは、ワークの処理速度、面内均一性、材料物性の変化やパーティクルの発生によるイールドの低下等をいう。

測定装置１００－１は、プラズマＣＶＤ装置１－１の性能の変化を直接的に確認するための装置であり、真空容器１０の真空状態を維持しながら、真空容器１０の内部に設けられた構成部品の表面粗さや輪郭形状等を非接触で測定するものである。

即ち、測定装置１００－１は、白色光等の低コヒーレンス光を使用する白色干渉光学系を有し、白色干渉の原理を用いて、非接触でワーク（測定対象物）の表面の三次元的な形状を測定するものであり、図１上では、測定装置１００－１の一部（測定光の出射部分）が示されている。尚、白色干渉光学系を有する測定装置の詳細については後述する。

まず、真空容器１０の内部に設けられた構成部品（本例では、上部電極１２、下部電極１４）を測定対象物とし、測定対象物の表面は、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有するものとする。

即ち、上部電極１２及び下部電極１４は、それぞれＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有している。また、上部電極１２と下部電極１４とはＺ軸方向に離間し、これにより電極間の処理空間が構成される。

測定装置１００－１の測定光の出射部分は、保持軸（屈曲光学部材保持軸）４０と、気密部材（気密手段）４２と、プリズムミラー（屈曲光学部材）４４とを備えている。

保持軸４０は、測定光が内部を通過する長尺の筒体で構成され、その先端部にて対物レンズ４３及びプリズムミラー４４を保持する。

図示しない光源から出射される低コヒーレンス光（以下、「白色光」という）は、測定装置１００－１の白色干渉光学系を構成するビームスプリッタ（光分割手段）により測定光と参照光とに分割される。

ビームスプリッタからの測定光の出射方向をＸ軸方向とすると、ビームスプリッタからＸ軸方向に出射された測定光は、保持軸４０の内部を通過し、対物レンズ４３を介してプリズムミラー４４に入射する。

対物レンズ４３は、ビームスプリッタから入射する測定光を集光させる機能を有し、表面粗さ／輪郭の測定の倍率、作業距離、視野等を決定する。プリズムミラー４４は、ビームスプリッタから入射する測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させる屈曲光学部材として機能し、測定光を９０°屈曲させることで上部電極１２の表面に測定光を入射させる。

気密部材４２は、真空容器１０の側面に設けられた開口部１０Ａと保持軸４０との間の気密を保持する。また、気密部材４２は、保持軸４０がＸ軸方向に移動する場合、及び保持軸４０が測定光の光軸を中心にして回転する場合も、開口部１０Ａと保持軸４０との間の気密を保持する。

保持軸４０及び気密部材４２は、例えば、直動式のフィードスルー用ベローズロッドにより構成することができる。この場合、フィードスルー用ベローズロッドのロッドは中空の筒状とする。また、フィードスルー用ベローズロッドは、回転式のフィードスルーとし、測定光の光軸を中心にして回転式のフィードスルーを回転させる回転手段（図示せず）を備えることが好ましい。

また、気密部材４２は、Ｏリング、磁性流体、又はマグネットリング等により構成してもよい。

上記の測定装置１００－１によれば、保持軸４０をＸ軸方向に移動させることで、上部電極１２のＸ軸方向の任意の表面に測定光を入射させることができ、上部電極１２のＸ軸方向の表面にわたってその表面の三次元形状を非接触で、かつ真空容器１０の真空状態を維持しながら測定することができる。また、測定される三次元形状から上部電極１２の表面粗さや輪郭形状等を算出することができる。

更に、保持軸４０を１８０°回転させることで、上部電極１２と対向する下部電極１４の表面も測定することができる。また、測定装置１００－１は、フォーカスリング２０、２２の表面の測定も行うことができる。

尚、プラズマＣＶＤ装置１－１を稼働させる場合、保持軸４０は真空容器１０の処理空間から退避させるが、保持軸４０の先端（プリズムミラー４４よりも前方）に蓋を設け、保持軸４０の退避期間中、蓋により真空容器１０の開口部１０Ａを塞ぐようにすることが好ましい。

［測定装置の第２実施形態］
図２は、本発明に係る測定装置の第２実施形態を示す構成図である。

図２に示す第２実施形態の測定装置１００－２は、プラズマＣＶＤ装置１－２に適用されたものである。

プラズマＣＶＤ装置１－２は、図１に示したプラズマＣＶＤ装置１－１と略同一の構成を有するものである。尚、図２に示すプラズマＣＶＤ装置１－２において、図１に示したプラズマＣＶＤ装置１－１と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２に示すプラズマＣＶＤ装置１－２は、主として仕切りガラス（第１透明部材）からなる窓部３２が設けられている点で、図１に示したプラズマＣＶＤ装置１－１と相違する。

窓部３２は、ビームスプリッタから出射される測定光を透過させ、真空容器１０の内部に入射させるための窓部として使用される。また、窓部３２は、真空容器１０の内部を撮影し、又は目視するために設けられたものを使用することができる。

図２に示す測定装置１００－２は、白色干渉光学系等を内蔵した測定装置本体５０と、保持軸（屈曲光学部材保持軸）４６Ａと、気密手段として機能するベローズ４６Ｂと、移動ステージ６０－１と、から構成されている。

ベローズ４６Ｂは、真空容器１０の開口部１０Ａと保持軸４６Ａとの間の気密を保持し、かつ保持軸４６ＡをＸ軸方向に移動可能にする気密手段として機能する。保持軸４６Ａ及びベローズ４６Ｂは、フィードスルー用ベローズロッド４６を構成する。

保持軸４６Ａの先端部には、プリズムミラー４４が配設されており、測定装置本体５０からＸ軸方向に出射される測定光は、窓部３２を透過してプリズムミラー４４に入射し、ここでＸ軸方向と直交する方向（本例では、Ｚ軸方向）に屈曲させられる。即ち、プリズムミラー４４は、測定装置本体５０から出射されるＸ軸方向の測定光を、Ｚ軸方向に屈曲させ、上部電極１２の表面に入射させる。

移動ステージ６０－１は、測定装置本体５０及び保持軸４６Ａを搭載したステージをＸ軸方向に移動させるＸステージであり、ステージを移動させるためのモータ６２Ａ等を含むステージ駆動部を備えている。

図３は、図２に示した測定装置１００－２の白色干渉光学系等を内蔵した測定装置本体５０の要部を示す図である。

本例の白色干渉光学系は、ビームスプリッタ（光分割手段）５２、プリズムミラー５４、及び参照ミラー（参照光反射体）５６を含む。

測定装置本体５０には、光源から出射された白色光が入力部５１Ａを介して入射される。入射した白色光は、レンズ鏡筒５１Ｂに配置されたテレセントリックレンズにより拡大かつ平行化され、対物レンズを介して出射される。

対物レンズから出射される白色光は、ビームスプリッタ５２に入射し、ここでＸ軸方向に進む測定光とＺ軸方向に進む参照光とに分割される。

ビームスプリッタ５２から出射されるＸ軸方向の測定光は、真空容器１０に設けられた窓部３２を透過してプリズムミラー４４に入射し、プリズムミラー４４によりＺ軸方向に屈曲して上部電極１２の表面に入射する（図２参照）。

一方、ビームスプリッタ５２から出射されるＺ軸方向の参照光は、プリズムミラー５４によりＸ軸方向に屈曲して参照ミラー５６に入射する。

上部電極１２の表面で反射した測定光の戻り光は、プリズムミラー４４、窓部３２を経由してビームスプリッタ５２に入射し、参照ミラー５６で反射した参照光の戻り光は、プリズムミラー５４を経由してビームスプリッタ５２に入射する。

ビームスプリッタ５２は、上部電極１２の表面で反射した測定光の戻り光と参照ミラー５６で反射した参照光の戻り光とを一つに合わせて干渉させる光干渉手段としても機能する。測定光と参照光との干渉光は、レンズ鏡筒５１Ｂ内の対物レンズ、テレセントリックレンズを介してレンズ鏡筒５１Ｂの後端部５１Ｃに配置された撮像素子（光検出手段）の受光面に入射し、ここで干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。

尚、撮像素子の受光面（撮像面）には、テレセントリックレンズにより撮像面に対応した大きさの断面を有する平行な干渉光が入射し、撮像素子は、２次元の干渉縞として干渉光を撮影することができる。

図４は、主として図２に示した移動ステージ６０－１の実施形態を示す図である。

図４に示す移動ステージ６０－１は、ステージ（テーブル）６１と、モータ６２Ａ及びボールねじ６２Ｂを有するステージ駆動部６２とから構成される。

ステージ６１には、測定装置本体５０及び保持軸４６Ａ（図２参照）が搭載され、また、ボールねじ６２Ｂと螺合するナット６１Ａが設けられている。

モータ６２Ａの駆動軸はボールねじ６２Ｂと連結されており、ステージ駆動部６２は、モータ６２Ａを正転又は逆転させることにより、ボールねじ６２Ｂ及びナット６１Ａを介してステージ６１に直進駆動力を伝達し、ステージ６１をＸ軸方向に移動させる。

尚、移動ステージ６０－１には、ステージ６１をＸ軸方向に移動自在に案内するガイドレールが設けられ、また、ステージ６１の移動位置（Ｘ軸方向の移動位置）を検出する、図示しない第１位置検出器（第１位置検出手段）が設けられている。第１位置検出器は、例えば、ステージ６１に設けられるスケールヘッドと、ステージ６１のガイドレール側に設けられるリニアスケールとにより構成することができ、ステージ６１の移動に伴ってスケールヘッドでリニアスケールの位置情報を読み取ることで、ステージ６１の移動位置を検出する。

図３に戻って、測定装置本体５０には、参照ミラー５６をＸ軸方向に移動させるピエゾ素子５７が設けられている。ピエゾ素子５７は、移動ステージ６０－１のステージ６１対して（ステージ６１のＸ軸方向の移動とは独立して）、参照ミラー５６をＸ軸方向に移動させ、参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段として機能する。

第２位置検出器（第２位置検出手段）５８は、参照ミラー５６のＸ軸方向の位置（基準位置からの変位量）を検出する。第２位置検出器５８により検出された変位量は、後述するように上部電極１２の表面の測定位置における形状（上部電極１２の表面の基準面に対する凹凸量）に相当する。

尚、参照光路長変更手段は、ピエゾ素子５７に限らず、モータ等で参照ミラー５６を移動させるものでもよく、参照ミラー５６に位置変化を与えるものであればよい。

図５は、図２に示した測定装置１００－２の白色干渉光学系の白色干渉条件を説明するために用いた図である。

図１に示すように、測定光の光路であるビームスプリッタ５２からプリズムミラー４４までのＸ軸方向の距離（第１距離）をＸ１、プリズムミラー４４から測定対象物の表面（基準面）までのＺ軸方向の距離をＺ１とし、一方、参照光の光路であるビームスプリッタ５２からプリズムミラー５４までのＺ軸方向の距離をＺ２、プリズムミラー５４から参照ミラー５６までのＸ軸方向の距離をＸ２とすると、次式、
［数１］
Ｘ１＋Ｚ１＝Ｘ２＋Ｚ２
を満たした際に、撮像素子８０で検出される干渉光の強度が最大となる。

［数１］式に示す白色干渉条件を満たす場合、プリズムミラー４４から距離Ｚ１に位置する測定対象物の表面で反射する測定光と、参照ミラー５６で反射する参照光との干渉光の強度は最大になる。

尚、距離Ｘ１は、測定対象物の表面のＸ軸方向の長さよりも長い距離にすることが好ましい。測定対象物の表面のＸ軸方向の一端から他端にわたって、測定光を測定対象物の表面に入射させるためである。図２に示した上部電極１２及びフォーカスリング２０をそれぞれ測定対象物とする場合には、距離Ｘ１は、フォーカスリング２０の外径よりも長い距離にする。

また、参照ミラー５６は、干渉光の強度が最大になる位置を探すためにＸ軸方向に走査されるが、距離Ｘ２は、参照ミラー５６のＸ軸方向の走査範囲の中央の位置（以下、「基準位置」という）に参照ミラー５６が位置している場合の、プリズムミラー５４と参照ミラー５６と間のＸ軸方向の距離である。

＜測定原理＞
次に、測定対象物の表面の形状を測定する測定原理について説明する。

図６は、白色干渉光学系を有する測定装置の測定原理を説明するために用いた図である。

図６（Ａ）は、白色干渉光学系の概略図である。

図６（Ａ）に示すように、白色発光ダイオード等により構成される光源７０は、Ｘ軸方向に白色光を出射する。光源７０から出射された白色光は、ビームスプリッタ７２によりＺ軸方向に反射され、対物レンズ群７６に入射する。

対物レンズ群７６は、対物レンズ７４、参照ミラー５６’及びビームスプリッタ（ハーフミラー）５２’により構成され、Ｚ軸方向に移動可能になっている。尚、参照ミラー５６’及びビームスプリッタ５２’は、図３に示した参照ミラー５６及びビームスプリッタ５２と同等の役割を果たすものである。

対物レンズ７４により集光される白色光は、ビームスプリッタ５２’により測定光と参照光とに分割され、ビームスプリッタ５２’を透過する測定光は測定対象物７８の表面に入射し、ビームスプリッタ５２’で反射する参照光は参照ミラー５６’に入射する。

測定対象物７８の表面で反射した測定光の戻り光と、参照ミラー５６’で反射した参照光の戻り光とはビームスプリッタ５２’により合成され、測定光と参照光との干渉光として、対物レンズ７４及びビームスプリッタ７２を介して撮像素子８０の受光面に入射する。

図６（Ｂ）は撮像素子８０の受光面（撮像面）を示す斜視図である。

撮像素子８０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型、あるいはＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型のイメージセンサであり、受光素子（画素）がマトリクス状に配列されて構成された撮像面を有する。

対物レンズ群７６を、Ｚ軸方向に走査しながら、干渉光（干渉縞）を撮像素子８０により撮影すると、測定対象物７８と対物レンズ群７６との間の距離に応じて干渉縞が変化する。撮像素子８０がカラーイメージセンサの場合、実際には色相も変化する。

したがって、撮像素子８０の各画素により検出された輝度（干渉光の強度）が、画素毎に最大のときの対物レンズ群７６の位置を読み取ることにより、測定対象物７８の表面のＺ軸方向の高さを測定することができる。

図６（Ｃ）は、撮像素子８０の各画素がそれぞれ受光する干渉光の一例を示す図である。

いま、測定対象物７８と対物レンズ群７６との間の距離が、図６（Ａ）に示す場合の対物レンズ群７６のＺ軸方向の位置を基準位置（Ｚ＝０）とし、測定対象物７８の基準面の位置をゼロとすると、測定対象物７８の表面が基準面よりも高い部分又は低い部分では、図６（Ｃ）に示すように干渉波（インターフェログラム）の振幅は、対物レンズ群７６の位置が、基準位置から正方向又は負方向にシフトした位置で最大になる。

したがって、対物レンズ群７６を走査しながら、撮像素子８０の画素毎に輝度が最大のときの対物レンズ群７６のＺ軸方向の位置を検出することで、測定対象物７８の表面の基準面に対する高さ（凹凸形状）を測定することができる。

また、撮像素子８０は、干渉光を二次元の干渉縞として撮影することができるため、測定光が入射する、一定の視野の測定対象物７８の表面の三次元形状を測定することができる。

図７は、図２に示した測定装置１００－２の要部ブロック図である。

図７において、図４に示す移動ステージ６０－１は、ステージ制御部６３から加えられる駆動指令によりステージ駆動部６２のモータ６２Ａを駆動し、ステージ６１をＸ軸方向に移動させる。

ステージ制御部６３は、測定対象物の表面のＸ軸方向の一端から他端にわたって、測定光を測定対象物の表面に入射させるべく、ステージ６１の移動位置を制御することが好ましい。また、一定の視野の測定対象物７８の表面の三次元形状は、ステージ６１を移動させなくても測定することができる。したがって、測定対象物のＸ軸方向の全長にわたって、測定対象物の三次元形状を測定する場合には、視野の一部が重なるようにステージ６１を所定のピッチで間欠的に移動させ、移動位置毎に三次元形状を測定することが好ましい。

ステージ６１のＸ軸方向の移動位置は、第１位置検出器（第１位置検出手段）６４により検出される。第１位置検出器６４により検出されたステージ６１の位置を示す位置検出信号は、表面測定部（測定手段）９２に出力される。

参照ミラー５６は、ピエゾ素子５７により基準位置を中心にして一定の走査範囲でＸ軸方向に駆動される。これにより、参照光の光路長は、一定の走査範囲内で変化する。

参照ミラー５６のＸ軸方向の移動位置は、第２位置検出器５８により検出される。第２位置検出器５８により検出された参照ミラー５６のＸ軸方向の位置を示す位置検出信号は、第３位置検出器（第３位置検出手段）９０に出力される。

第３位置検出器９０の他の入力には、撮像素子８０により撮影された干渉縞を示す画像信号（画素毎の干渉光の強度を示す信号）が加えられており、第３位置検出器９０は、撮像素子８０の画素毎に、輝度（干渉光の強度）が最大となるときの、参照ミラー５６のＸ軸方向の移動位置を示す位置検出信号を検出（抽出）し、検出した位置検出信号を表面測定部９２に出力する。

表面測定部９２は、第１位置検出器６４により検出されたステージ６１の移動位置を示す位置検出信号、及び第３位置検出器９０により検出された参照ミラー５６の位置を示す位置検出信号に基づいて、測定対象物の表面のＸ軸方向の位置における測定対象物の表面を測定する。

即ち、表面測定部９２は、第３位置検出器９０により検出された参照ミラー５６のＸ軸方向の位置（撮像素子８０の画素毎に検出された、輝度が最大となるときの参照ミラー５６のＸ軸方向の位置）に基づいて、測定対象物の表面の基準面の高さに対する変位量を求める。

いま、測定対象物の表面の基準面の高さを、Ｚ＝０とすると、表面測定部９２は、変位量ΔＺを求める。変位量ΔＺは、参照ミラー５６の基準位置からの移動量に対応する。また、表面測定部９２は、撮像素子８０の画素毎に変位量ΔＺを求める。これにより、表面測定部９２は、対物レンズ等により設定された視野（測定光の照射領域）における、測定対象物の表面の三次元形状を測定することができる。

また、対物レンズ等により設定された視野は、移動ステージ６０－１によりＸ軸方向に移動することができる。

したがって、移動ステージ６０－１により視野を、測定対象物の表面のＸ軸方向の一端から他端にわたって移動させると、表面測定部９２は、測定対象物の表面のＸ軸方向の全域を測定することができる。

また、表面測定部９２は、測定対象物の表面の三次元形状を測定すると、その測定結果から更に表面粗さ、輪郭形状等を測定することができる。

図８は、図２等に示した測定装置の変形例を示す要部構成図である。尚、図８において、図４に示した移動ステージ６０－１と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示す測定装置の移動ステージ６０－２は、主としてステージ６１上に精密移動ステージ５９が設置され、精密移動ステージ５９に測定装置本体５０を搭載している点で、図４に示した移動ステージ６０－１と相違する。

即ち、精密移動ステージ５９には、少なくともビームスプリッタ５２及び参照ミラー５６を含む測定装置本体５０が搭載され、精密移動ステージ５９は、測定装置本体５０をＸ軸方向に微小移動させる。尚、プリズムミラー４４を保持する保持軸４０は、ステージ６１上に搭載されている。

したがって、精密移動ステージ５９は、測定装置本体５０をＸ軸方向に移動させることにより、測定光の光路長を変更する測定光路長変更手段として機能する。

第２位置検出器５８’（図９）は、ステージ６１に対する測定装置本体５０のＸ軸方向の位置（基準位置からの変位量）を検出する。

図９は、図８に示した移動ステージ６０－２を含む測定装置の変形例を示す要部ブロック図である。尚、図９において、図７に示した測定装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示す測定装置は、精密移動ステージ５９により移動させられる測定装置本体５０の位置を、第２位置検出器５８’により検出する点で、図７に示した測定装置と相違する。

即ち、図７に示した測定装置は、ピエゾ素子５７により参照ミラー５６を微小移動させ、測定光の光路長に対して参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段を有するのに対し、図９に示した測定装置は、精密移動ステージ５９により測定装置本体５０（少なくともビームスプリッタ５２及び参照ミラー５６）を微小移動させ、参照光の光路長に対して測定光の光路長を変更する測定光路長変更手段を有する。

参照光の光路長を変更する替わりに、測定光の光路長を変更しても白色干渉光学系の白色干渉条件を変更することができる。

第２位置検出器５８’により検出された測定装置本体５０のＸ軸方向の位置を示す位置検出信号は、第３位置検出器９０に出力される。

第３位置検出器９０の他の入力には、撮像素子８０により撮影された干渉縞を示す画像信号が加えられており、第３位置検出器９０は、撮像素子８０の画素毎に、輝度が最大となるときの、測定装置本体５０のＸ軸方向の移動位置を示す位置検出信号を検出（抽出）し、検出した位置検出信号を表面測定部９２に出力する。

表面測定部９２による測定対象物の表面の三次元形状等の測定方法は、図７に示した測定装置の場合と同一であるため、その説明は省略する。

尚、図８に示した測定装置の変形例では、精密移動ステージ５９に測定装置本体５０を搭載し、ステージ６１に対して測定装置本体５０を微小移動させるようにしたが、これに限らず、プリズムミラー４４を保持する保持軸４６Ａを精密移動ステージ５９に搭載し、ステージ６１に対して精密移動ステージ５９を微小移動させて、測定光の光路長を変更できるようにしてもよい。また、保持軸４６Ａを精密移動ステージ５９に搭載する場合には、第２位置検出器５８’は、ステージ６１に対する保持軸４６Ａの移動位置を検出することは言うまでもない。

図１０は、図３に示した測定装置の白色干渉光学系の変形例を示す図である。

図１０に示す白色干渉光学系の変形例は、プリズムミラー５４と参照ミラー５６との間に、調整ガラス（第２透明部材）５５が設けられている点で、図３に示した白色干渉光学系と相違する。

調整ガラス５５は、真空容器１０の窓部３２に設けられた仕切りガラス（第１光学部材）と同じ屈折率及び板厚を有するものである。

これにより、測定光と参照光とは、それぞれ同じ光学部材（仕切りガラス、調整ガラス）を透過するため、仕切りガラスが存在しない場合と同じ測定結果が得られる。

＜移動ステージの他の実施形態＞
図１１は、主として移動ステージの他の実施形態を示す図である。

図１１に示す移動ステージ６０－３は、測定装置本体５０等を搭載したステージ６１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるＸＹステージである。

移動ステージ６０－３は、図４に示した移動ステージ６０－１と同様に構成されたＸステージを、更にＹ軸方向に移動させるＸＹステージである。

移動ステージ６０－３は、ステージ６１をＸ軸方向に移動させるＸステージを、更にモータ６５Ａ及びボールねじ６５Ｂを有するステージ駆動部６５によりＹ軸方向に移動させる。

尚、図１１において、６４－１は、ステージ６１のＸ軸方向の位置を検出する第１位置検出器であり、６４－２は、ステージ６１のＹ軸方向の位置を検出する第１位置検出器６４－２である。これらの第１位置検出器６４－１、６４－２は、それぞれ相対的に移動するスケールヘッドとリニアスケールとにより構成され、ステージ６１のＸ軸方向及び／又はＹ軸方向の移動に伴ってスケールヘッドでリニアスケールの位置情報を読み取ることで、ステージ６１のＸ軸方向及び／又はＹ軸方向の移動位置を検出する。

上記構成の移動ステージ６０－３によれば、ステージ６１をＸＹ平面内の任意に位置に移動させることができ、これによりプリズムミラー４４の位置に対応する視野（測定光の照射領域）もＸＹ平面内の任意に位置に移動させることができる。

図１１において、７８Ａは、測定対象物の表面の測定領域を示す。測定領域７８Ａは、測定対象物の表面の全域を含むように設定することが好ましい。これによれば、測定光を測定対象物の表面の全域にわたって入射させることができ、測定対象物の表面の全域の表面粗さ、輪郭形状等を測定することができる。

尚、図１１に示す移動ステージ６０－３を使用する場合、測定光を透過させる窓部は、ステージ６１のＹ軸方向の移動量に対応してＹ軸方向に長いものにする必要があり、同様にプリズムミラー４４を保持する保持軸と真空容器１０との開口部、及びその気密手段もＹ軸方向に長いものにする必要がある。

［その他］
本実施形態では、プラズマＣＶＤ装置の真空容器に適用される測定装置について説明したが、本発明に係る測定装置は、これに限らず、例えば、プラズマエッチング装置の真空容器にも適用でき、要は装置の稼働時間とともに、真空容器内の構成部品が消耗したり、成膜されたりして、装置の性能が変化する真空容器であれば、如何なる真空容器にも適用できる。

また、真空容器内の測定対象物は、上部電極、下部電極、及びフォーカスリングに限らず、真空容器の内部に設けられ、少なくもと表面粗さ等を測定するための表面を有する構成部品であればよい。

更に移動ステージは、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品に対して、ステージをＸ軸方向、又はＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるが、ＸＹＺ座標系の軸方向とステージの移動方向とは完全に一致していなくてもよく、例えば、参照ミラー（参照光反射体）を一定の走査範囲で走査した場合に最大の干渉光が得られればよい。

更にまた、測定装置は、測定対象物のＸ軸方向の表面、又は測定対象物のＸ軸方向及びＹ軸方向の表面の全域を隙間なく測定する場合に限らず、離散的に測定するものでもよい。

また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１－１、１－２プラズマＣＶＤ装置
１０真空容器
１０Ａ開口部
１２上部電極
１２Ａデポ膜
１４下部電極
１６、１８上下駆動部
２０、２２フォーカスリング
３０高周波電源
３２窓部
４０保持軸
４２気密部材
４３、７４対物レンズ
４４プリズムミラー
４６フィードスルー用ベローズロッド
４６Ａ保持軸
４６Ｂベローズ
５０測定装置本体
５１Ａ入力部
５１Ｂレンズ鏡筒
５１Ｃ後端部
５２、５２'、７２ビームスプリッタ
５４プリズムミラー
５５調整ガラス
５６、５６' 参照ミラー
５７ピエゾ素子
５８、５８’ 第２位置検出器
５９精密移動ステージ
６０－１、６０－２移動ステージ
６１ステージ
６１Ａナット
６２、６５ステージ駆動部
６２Ａ、６５Ａモータ
６２Ｂ、６５Ｂボールねじ
６３ステージ制御部
６４、６４－１、６４－２第１位置検出器
７０光源
７６対物レンズ群
７８測定対象物
７８Ａ測定領域
８０撮像素子
９０第３位置検出器
９２表面測定部
１００－１、１００－２測定装置

Claims

真空容器の内部に設けられ、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品を測定対象物とし、前記測定対象物の表面を非接触で測定する測定装置であって、
低コヒーレンス光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記光分割手段からの前記測定光の出射方向をＸ軸方向とすると、前記光分割手段から第１距離だけ離間した前記Ｘ軸方向の位置にて前記測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させる屈曲光学部材と、
前記屈曲光学部材を先端部で保持し、前記真空容器に形成された開口部を介して前記真空容器の内部に前記屈曲光学部材を配置する屈曲光学部材保持軸と、
前記開口部と前記屈曲光学部材保持軸との間の気密を保持し、かつ前記屈曲光学部材保持軸を前記Ｘ軸方向に移動可能にする気密手段と、
前記光分割手段から出射される前記参照光を反射する参照光反射体と、
少なくとも前記光分割手段、前記屈曲光学部材保持軸及び前記参照光反射体を搭載したステージを前記Ｘ軸方向に移動させる移動ステージと、
前記ステージの移動位置を検出する第１位置検出手段と、
前記ステージに対して前記参照光反射体を移動させて前記参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段と、
前記参照光反射体の位置を検出する第２位置検出手段と、
前記測定対象物で反射した前記測定光と前記参照光反射体で反射した前記参照光とを一つに合わせて干渉させる光干渉手段と、
前記測定光と前記参照光との干渉光を受光する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された前記干渉光の強度が最大となるときの前記参照光反射体の位置を検出する第３位置検出手段と、
前記第１位置検出手段により検出された前記ステージの移動位置、及び前記第３位置検出手段により検出された前記参照光反射体の位置に基づいて、前記測定対象物の表面の前記Ｘ軸方向の位置における前記測定対象物の表面を測定する測定手段と、
を備えた測定装置。
真空容器の内部に設けられ、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面と平行な表面を有する構成部品を測定対象物とし、前記測定対象物の表面を非接触で測定する測定装置であって、
低コヒーレンス光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記光分割手段からの前記測定光の出射方向をＸ軸方向とすると、前記光分割手段から第１距離だけ離間した前記Ｘ軸方向の位置にて前記測定光をＸ軸方向と直交する方向に屈曲させる屈曲光学部材と、
前記屈曲光学部材を先端部で保持し、前記真空容器に形成された開口部を介して前記真空容器の内部に前記屈曲光学部材を配置する屈曲光学部材保持軸と、
前記開口部と前記屈曲光学部材保持軸との間の気密を保持し、かつ前記屈曲光学部材保持軸を前記Ｘ軸方向に移動可能にする気密手段と、
前記光分割手段から出射される前記参照光を反射する参照光反射体と、
少なくとも前記光分割手段、前記屈曲光学部材保持軸及び前記参照光反射体を搭載したステージを前記Ｘ軸方向に移動させる移動ステージと、
前記ステージの移動位置を検出する第１位置検出手段と、
前記ステージ上に設置され、少なくとも前記光分割手段及び前記参照光反射体を含む測定装置本体、又は前記屈曲光学部材保持軸を搭載し、前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸を前記Ｘ軸方向に微小移動させる精密移動ステージと、
前記精密移動ステージによる前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸の移動位置を検出する第２位置検出手段と、
前記測定対象物で反射した前記測定光と前記参照光反射体で反射した前記参照光とを一つに合わせて干渉させる光干渉手段と、
前記測定光と前記参照光との干渉光を受光する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された前記干渉光の強度が最大となるときの前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸の位置を検出する第３位置検出手段と、
前記第１位置検出手段により検出された前記ステージの移動位置、及び前記第３位置検出手段により検出された前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸の位置に基づいて、前記測定対象物の表面の前記Ｘ軸方向の位置における前記測定対象物の表面を測定する測定手段と、
を備えた測定装置。
前記光検出手段は、受光素子がマトリクス状に配列されて構成された撮像面を有する撮像素子であり、
前記撮像面に入射する前記干渉光は、前記撮像面に対応した大きさの断面を有し、
前記第３位置検出手段は、前記受光素子ごとに前記干渉光の強度が最大となるときの前記参照光反射体の位置を検出し、
前記測定手段は、前記受光素子ごとに検出された前記参照光反射体の位置に基づいて、前記測定対象物の表面を測定する、
請求項１に記載の測定装置。
前記光検出手段は、受光素子がマトリクス状に配列されて構成された撮像面を有する撮像素子であり、
前記撮像面に入射する前記干渉光は、前記撮像面に対応した大きさの断面を有し、
前記第３位置検出手段は、前記受光素子ごとに前記干渉光の強度が最大となるときの前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸の位置を検出し、
前記測定手段は、前記受光素子ごとに検出された前記測定装置本体又は前記屈曲光学部材保持軸の位置に基づいて、前記測定対象物の表面を測定する、
請求項２に記載の測定装置。
前記気密手段は、フィードスルー用ベローズロッド、Ｏリング、磁性流体、又はマグネットリングである、
請求項１から４のいずれか１項に記載の測定装置。
前記測定手段は、前記測定対象物の表面粗さ及び輪郭形状の少なくとも一方を測定する請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。
前記第１距離は、前記測定対象物の表面の前記Ｘ軸方向の長さよりも長い距離である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
前記ステージを前記Ｘ軸方向に移動させ、前記測定対象物の表面のＸ軸方向の一端から他端にわたって、前記測定光を前記測定対象物の表面に入射させるステージ制御部を更に備え、
前記測定手段は、前記測定対象物の表面のＸ軸方向の全域を測定する、
請求項７に記載の測定装置。
前記移動ステージは、少なくとも前記光分割手段、前記屈曲光学部材保持軸及び前記参照光反射体を搭載したステージを、前記ＸＹＺ座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸＹステージであり、
前記ステージ制御部は、前記ステージを前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向にそれぞれ移動させ、前記測定光を前記測定対象物の表面の全域にわたって入射させ、
前記測定手段は、前記測定対象物の表面の全域を測定する、
請求項８に記載の測定装置。
前記光分割手段から出射される前記測定光は、前記開口部を通過して前記屈曲光学部材に入射する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の測定装置。
前記屈曲光学部材保持軸を、前記光分割手段から前記屈曲光学部材に向かって出射される前記測定光の光軸を中心にして回転させる回転手段を更に備えた、
請求項１０に記載の測定装置。
前記光分割手段から出射される前記測定光は、前記真空容器に設けられた第１透明部材からなる窓部を透過して前記屈曲光学部材に入射する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の測定装置。
前記光分割手段と前記参照光反射体との間に配置され、前記第１透明部材と同じ屈折率及び厚みを有する第２透明部材を備えた、
請求項１２に記載の測定装置。