JPH03261808A - 微小形状測定装置 - Google Patents

微小形状測定装置

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JPH03261808A
JPH03261808A JP6136190A JP6136190A JPH03261808A JP H03261808 A JPH03261808 A JP H03261808A JP 6136190 A JP6136190 A JP 6136190A JP 6136190 A JP6136190 A JP 6136190A JP H03261808 A JPH03261808 A JP H03261808A
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JP
Japan
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lens
objective lens
image
optical system
laser
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Application number
JP6136190A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kinoshita
剛 木之下
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微小形状測定装置、特に微小凹凸面の高さ寸
法の測定に適用しうる微小形状測定装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の微小形状測定装置としては、例えば昭和58年年
度様学会秋季大会学術講演会論文集413〜414頁に
示されているような平面度測定器がある。
従来の微小形状測定装置はレーザ源と、偏光ビームスプ
リッタと、絞りレンズと、2対の集光レンズ・2分割デ
ィデクタとを含んで構成される。
次に従来の微小形状測定装置について図面を参照して詳
細に説明する。
第6図は従来の微小形状測定装置の一例を示すブロック
図である。この図に示す微小形状測定装置は、レーザ2
0と、ビームエキスパンダ21と、偏光ビームスプリッ
タ22と、絞りレンズ23と、波面分割ミラー24と、
集光レンズ25a、25bと、この集光レンズ25a、
25bに対応した2分割ディデクタ26.27とを含ん
でいる。
レーザ20を被測定物28上へ絞りレンズ23で集光し
、戻り観測光を波面分割ミラー24で分割し、集光レン
ズ25a、25b、2分割ディデクタ26.27で受光
する。2分割ディデクタ26.27の差動出力を利用し
光軸変動を補正し、光ビームのデフォーカス量より平面
形状を測定する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の微小形状測定装置は、非点収差法による
測定となっているので、不連続面や、ビーム径より小さ
な段差が生じた場合は、散乱などの影響により測定でき
ないという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の微小形状測定装置は、測定試料に焦点を合わせ
て対物レンズと、前記測定試料をレーザ光と白色光で証
明する光源と、前記対物レンズからの前記白色光の測定
試料からの反射によって得られる観測光を2分割するビ
ームスプリッタと、前記ビームスプリッタで2分割した
一方の光路上に設けられ、レーザ透過フィルター、円柱
レンズ、凸レンズ、および4分割センサで構成され、非
点収差データを得る非点収差光学系と、光電変換素子と
、前記レーザ源の他方の光路上に設けられ。
前記ga11光を前記光電変換素子へ結像する撮像光学
系と、前記撮像光学系のレーザビーム像の外周の連続性
を検出する連続性検出器と、前記連続性検出器からのデ
ータと前記非点収差データとより、微小形状を補正する
補正回路とを具備することを特徴とする。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。こ
の図に示す微小形状測定装置では、測定試料1をx−y
ステージ2で位置決めし、測定試料1上に対物レンズ3
で焦点を合わせ、ハーフミラ−6を通してレーザ源5と
発色光源4により対物レンズ3を照明し、対物レンズ3
からの戻り観測)1Gは、ビームスプリッタ8で2分割
され、ビームスプリッタ8で2分割された光路のうち一
つは結像レンズ13を通して光電変換素子14に結像し
、ビームスプリッタ8の他の一光路は、バンドパスフィ
ルタ9とシリンドリカルレンズ10とレンズ11,4分
割センサ12とよりなる非点収差光学系へ導かれ、4分
割センサ12の各センサセルからの信号は、高さデータ
変換器17により高さデータへ変換され、また、光電変
換素子14の像は二値化回路15によりレーザビームの
二値化像となり、連続性検出器16でレーザビームの連
続性を判定し、その結果より高さデータ変換器17のデ
ータを補正回路18で補正する。
レーザ源5からのレーザ光は、対物レンズ3により測定
試料1上に結像し、シリンドリカルレンズ10とレンズ
11とにより非点数差を発生する。
この様子は、4分割センサ上のセルPL、P2゜P3.
P4の出力の信号を (P1+P3)+ (P2+P4) としてフォーカスエラー信号が得られる。フォーカスエ
ラー信号は、対物レンズ3の焦点付近では、校正値によ
り対物レンズ3の合焦点から高さずれ信号へ変換する高
さデータ変換器17により高さ情報へ変換される。
第2図に示す段差のある測定試料の場合1段位置で観測
光が散乱し、フォーカスエラー信号より得られる高さデ
ータには第3図に示す不連続範囲Aが生じる。
このとき、光電変換素子14から得られる像を第4図に
示す。第4図に示す値を二値化回路15を通し、連続性
検出器16により、第4図上のビームの不連続点a、b
、Q、dを検出する。このとき連続性検出器16により
測定試料1の走査方向により、段差間隔を測定する。
また、不連続の発生開始・終了位置と、ビーム径とより
、第3図の高さ情報は、補正回路18を通し第5図に示
す高さ形状が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の微小形状測定装置は、測定
用レーザビームの不連続性の発生を付属光学系により検
出することにより、非点収差法による測定の、試料エツ
ジ部で生じる散乱などによる測定不能部分を補正できる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図に示す測定試料上でレーザビームの集光状態を示す斜
視図、第3図は第1図の非点収差光学系より得られる試
料の断面図、第4図は第1図の光電変換素子像を示す図
、第5図は同実施例で得られる測定結果を示す図、第6
図は従来例を示すブロック図である。 1・・・測定試料、2・・・X−Yステージ、3・・・
対物レンズ、4・・・発色光源、5・・・レーザ源、6
,7・・・ハーフミラ−8・・・ビームスプリッタ、9
・・・バンドパスフィルタ、10・・・シリンドリカル
レンズ、11・・・レンズ、12・・・4分割センサ、
13・・・結像レンズ、14・・・光電変換素子、15
・・・二値化回路、16・・・連続性検出器、17・・
・高さデータ変換器、18・・・補正回路、20・・・
レーザ、21・・・ビームエキスパンダ、22・・・偏
光ビームスプリッタ、23・・・絞りレンズ、24・・
・波面分割ミラー、25・・・集光レンズ、26.27
・・・2分割ディデクタ、A・・・不連続範囲、a、b
、a、d・・・変曲点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 測定試料に焦点を合わせて対物レンズと、前記測定試料
    をレーザ光と白色光で証明する光源と、前記対物レンズ
    からの前記白色光の測定試料からの反射によって得られ
    る観測光を2分割するビームスプリッタと、前記ビーム
    スプリッタで2分割した一方の光路上に設けられ、レー
    ザ透過フィルター、円柱レンズ、凸レンズ、および4分
    割センサで構成され、非点収差データを得る非点収差光
    学系と、光電変換素子と、前記レーザ源の他方の光路上
    に設けられ、前記観測光を前記光電変換素子へ結像する
    撮像光学系と、前記撮像光学系のレーザビーム像の外周
    の連続性を検出する連続性検出器と、前記連続性検出器
    からのデータと前記非点収差データとより、微小形状を
    補正する補正回路とを具備することを特徴とする微小形
    状測定装置。
JP6136190A 1990-03-12 1990-03-12 微小形状測定装置 Pending JPH03261808A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322855A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Nikon Corp 焦点検出機能を備えた検査装置
KR100956168B1 (ko) * 2007-09-18 2010-05-06 삼성중공업 주식회사 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및방법
CN113566740A (zh) * 2021-07-20 2021-10-29 上海交通大学 基于显微立体偏折束技术的超精密测量装置和方法

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CN113566740B (zh) * 2021-07-20 2022-05-31 上海交通大学 基于显微立体偏折束技术的超精密测量装置和方法

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