JPH06147866A - Optical surface profile measuring equipment - Google Patents

Optical surface profile measuring equipment

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Publication number
JPH06147866A
JPH06147866A JP30253692A JP30253692A JPH06147866A JP H06147866 A JPH06147866 A JP H06147866A JP 30253692 A JP30253692 A JP 30253692A JP 30253692 A JP30253692 A JP 30253692A JP H06147866 A JPH06147866 A JP H06147866A
Authority
JP
Japan
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sample
lens
objective lens
image
cylindrical lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP30253692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsushi Shoji
哲史 荘司
Yasuhide Nishida
安秀 西田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP30253692A priority Critical patent/JPH06147866A/en
Publication of JPH06147866A publication Critical patent/JPH06147866A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an optical surface profile measuring equipment for optically measuring microundulation on the surface of an object in which downsizing and shortening of measuring time are realized by allowing the measurement of distance upto the surface of a sample without requiring vertical movement of the sample or the measuring equipment by taking advantage of the characteristics of a cofocal optical system. CONSTITUTION:The optical surface profile measuring equipment comprises a cylindrical lens 11 for focusing reflection light condensed through an objective lens 44 on a focal plane as an image of parallel lines, and an image sensor 12 for receiving the image light while inclining by a micro-angle against the focal plane of the cylindrical lens 11 and detecting the position of the line image from a pixel position for obtaining maximum output thus calculating the distance upto the surface of a sample.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、物体表面の微小な起伏
を光学的に計測する光学的表面形状計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical surface shape measuring device for optically measuring minute undulations on an object surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体表面の微小な起伏を精度よく計測で
きる方法として、共焦点光学系を用いた方法がある。
2. Description of the Related Art A method using a confocal optical system is known as a method capable of accurately measuring minute undulations on the surface of an object.

【0003】図4は、共焦点光学系を用いた従来の光学
的表面形状計測装置の概略構成を示す図である。図にお
いて、従来の光学的表面形状計測装置は、一つの光軸上
にレーザ光源41,コリメートレンズ42,ビームスプ
リッタ43および対物レンズ44を配置し、ビームスプ
リッタ43においてその光軸と直交する光軸上に結像レ
ンズ45,ピンホール46および受光素子47を配置し
て構成される。ここで、レーザ光源41の発光端面はコ
リメートレンズ42の焦点位置に一致し、レーザ光源4
1から出射された光はコリメートレンズ42によって平
行ビームとなる。この平行ビームは、さらにビームスプ
リッタ43および対物レンズ44を介して試料40の表
面に収束する。また、ピンホール46の中心は結像レン
ズ45の焦点位置に一致する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical surface profile measuring apparatus using a confocal optical system. In the figure, a conventional optical surface profile measuring apparatus has a laser light source 41, a collimator lens 42, a beam splitter 43 and an objective lens 44 arranged on one optical axis, and an optical axis orthogonal to the optical axis in the beam splitter 43. An image forming lens 45, a pinhole 46 and a light receiving element 47 are arranged on the top. Here, the light emitting end surface of the laser light source 41 coincides with the focal position of the collimator lens 42, and the laser light source 4
The light emitted from No. 1 becomes a parallel beam by the collimator lens 42. The parallel beam is further focused on the surface of the sample 40 via the beam splitter 43 and the objective lens 44. The center of the pinhole 46 coincides with the focal position of the imaging lens 45.

【0004】このような構成において、対物レンズ44
の焦点が試料40の表面に合った状態では、レーザ光源
41から出射された光は試料40の表面の一点に集光
し、そこで散乱した反射光の一部は、対物レンズ44の
開口で捉えられてビームスプリッタ43に入射し、そこ
で光路が曲げられて結像レンズ45,ピンホール46を
介して受光素子47上に到達する(図中細実線)。
In such a structure, the objective lens 44
In the state where the focal point of is on the surface of the sample 40, the light emitted from the laser light source 41 is condensed at one point on the surface of the sample 40, and a part of the reflected light scattered there is captured by the aperture of the objective lens 44. The light is then incident on the beam splitter 43, where the optical path is bent and reaches the light receiving element 47 via the imaging lens 45 and the pinhole 46 (thin solid line in the figure).

【0005】一方、図中細破線で示すように、試料40
の表面が対物レンズ44の焦点から外れた状態では試料
表面上に集光されるスポットが広がり、その反射光の大
部分はピンホール46を通過できずに除去され、受光素
子47で検出される信号強度が大幅に減少する。
On the other hand, as shown by the thin broken line in the figure, the sample 40
When the surface of the object is out of focus of the objective lens 44, a spot condensed on the surface of the sample spreads, and most of the reflected light cannot pass through the pinhole 46, is removed, and is detected by the light receiving element 47. The signal strength is significantly reduced.

【0006】ここで、対物レンズ44と試料40の表面
との距離に応じた受光素子47の信号強度例を図5に示
す。図において、横軸は対物レンズ44と試料40の表
面との距離であり、縦軸は受光素子47で検出される信
号強度である。受光素子47で検出される信号強度がピ
ークとなる位置Aは、対物レンズ44の焦点面が試料4
0の表面に一致した点を示している。
FIG. 5 shows an example of the signal intensity of the light receiving element 47 depending on the distance between the objective lens 44 and the surface of the sample 40. In the figure, the horizontal axis represents the distance between the objective lens 44 and the surface of the sample 40, and the vertical axis represents the signal intensity detected by the light receiving element 47. At the position A where the signal intensity detected by the light receiving element 47 has a peak, the focal plane of the objective lens 44 is the sample 4
A point corresponding to the surface of 0 is shown.

【0007】ところで、図4において、試料40の表面
が破線の位置に変化した場合には、対物レンズ44の位
置を破線で示す位置に移動させることにより、図5にお
ける位置Bでピークを検出することができる。なお、対
物レンズ44の位置を移動させる代わりに、試料40自
体を相対的に移動させても同様である。このときの対物
レンズ44あるいは試料40の移動量が、試料40の表
面の高さの変化量に対応する。したがって、対物レンズ
44あるいは試料40自体を移動させながら、受光素子
47で検出される信号強度のピークを監視することによ
り、対物レンズ44あるいは試料40の相対移動量を試
料40の表面の変化量として検出することができる。
By the way, in FIG. 4, when the surface of the sample 40 changes to the position of the broken line, the position of the objective lens 44 is moved to the position shown by the broken line to detect the peak at the position B in FIG. be able to. The same applies when the sample 40 itself is relatively moved instead of moving the position of the objective lens 44. The amount of movement of the objective lens 44 or the sample 40 at this time corresponds to the amount of change in the height of the surface of the sample 40. Therefore, by monitoring the peak of the signal intensity detected by the light receiving element 47 while moving the objective lens 44 or the sample 40 itself, the relative movement amount of the objective lens 44 or the sample 40 is determined as the change amount of the surface of the sample 40. Can be detected.

【0008】このように、共焦点光学系を用いた方法で
は合焦点状態を高精度で検出することができるので、試
料表面に対する高さ方向(以下「垂直方向」という。)
の計測を優れた分解能で行うことができる。さらに、試
料または光学的表面形状計測装置を試料表面と平行な面
方向(以下「水平方向」という。)に移動させて試料表
面を走査することにより、三次元形状の計測を高精度で
行うことができる。
As described above, in the method using the confocal optical system, the focused state can be detected with high accuracy, and therefore the height direction with respect to the sample surface (hereinafter referred to as "vertical direction").
Can be measured with excellent resolution. Further, the sample or the optical surface shape measuring device is moved in a plane direction parallel to the sample surface (hereinafter referred to as “horizontal direction”) to scan the sample surface, thereby performing highly accurate three-dimensional shape measurement. You can

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、試料あるいは
光学的表面形状計測装置(対物レンズ)を垂直方向に移
動させるには、従来は機械的に移動させる方法しかな
く、装置の複雑化および大型化が避けられなかった。さ
らに、その走査速度が遅いので、計測に長い時間が必要
になっていた。
However, in order to move the sample or the optical surface profile measuring apparatus (objective lens) in the vertical direction, conventionally, there is only a mechanical moving method, which makes the apparatus complicated and large. Was unavoidable. Further, since the scanning speed is slow, it takes a long time for measurement.

【0010】本発明は、共焦点光学系のもつ特徴を活か
しながら、試料あるいは光学的表面形状計測装置を垂直
方向に移動させることなく試料表面までの距離の計測を
可能とし、小型化および計測時間の短縮を実現する光学
的表面形状計測装置を提供することを目的とする。
The present invention makes it possible to measure the distance to the sample surface without moving the sample or the optical surface profile measuring device in the vertical direction while making use of the characteristics of the confocal optical system. It is an object of the present invention to provide an optical surface profile measuring device that realizes shortening.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明の
光学的表面形状計測装置は、対物レンズで集光された反
射光を焦点面に平行な線状の像に結像させるシリンドリ
カルレンズと、シリンドリカルレンズの焦点面に対して
微小角度傾けてその結像光を受光し、最大出力を得る画
素位置から線状の像の結像位置を検出して試料表面まで
の距離算出に供するイメージセンサとを備えて構成す
る。
An optical surface shape measuring apparatus according to a first aspect of the present invention is a cylindrical lens that forms reflected light condensed by an objective lens into a linear image parallel to a focal plane. And an image used to calculate the distance to the sample surface by detecting the image formation position of the linear image from the pixel position where the maximum output is received by tilting the cylindrical lens at a slight angle with respect to the focal plane. And a sensor.

【0012】請求項2に記載の発明の光学的表面形状計
測装置は、請求項1に記載の光学的表面形状計測装置に
おいて、対物レンズの有効径に対してコリメートレンズ
の有効径を小さくしたことを特徴とする。
An optical surface profile measuring apparatus according to a second aspect of the present invention is the optical surface profile measuring apparatus according to the first aspect, wherein the effective diameter of the collimating lens is smaller than the effective diameter of the objective lens. Is characterized by.

【0013】[0013]

【作用】試料表面からの反射光をシリンドリカルレンズ
で集光させることにより、シリンドリカルレンズの焦点
面に平行な線状の像が結像する。この線状の像は、試料
表面と対物レンズとの距離に応じてシリンドリカルレン
ズの焦点面の前後に移動する。
By collecting the reflected light from the sample surface with the cylindrical lens, a linear image parallel to the focal plane of the cylindrical lens is formed. This linear image moves before and after the focal plane of the cylindrical lens according to the distance between the sample surface and the objective lens.

【0014】一方、イメージセンサをシリンドリカルレ
ンズの焦点面に対して微小角度だけ傾けて配置すること
により、試料表面と対物レンズとの距離に応じてシリン
ドリカルレンズの焦点面の前後に移動する像の位置は、
イメージセンサで出力レベルが極大値を示す画素位置の
変化として捉えることができる。すなわち、試料または
光学的表面形状計測装置(対物レンズ)を垂直方向に移
動させることなく、イメージセンサ上で一次元的に変化
する画素位置からシリンドリカルレンズの結像位置を検
出することにより、その結像位置から試料表面と対物レ
ンズとの距離を割り出すことができる。
On the other hand, by arranging the image sensor at a slight angle with respect to the focal plane of the cylindrical lens, the position of the image that moves back and forth on the focal plane of the cylindrical lens according to the distance between the sample surface and the objective lens. Is
It can be grasped as a change in the pixel position where the output level shows the maximum value in the image sensor. That is, by detecting the image forming position of the cylindrical lens from the pixel position that changes one-dimensionally on the image sensor without moving the sample or the optical surface shape measuring device (objective lens) in the vertical direction, the result is obtained. The distance between the sample surface and the objective lens can be calculated from the image position.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、請求項1に記載の発明の実施例構成
を示す概略図である。図において、レーザ光源41,コ
リメートレンズ42,ビームスプリッタ43および対物
レンズ44は、図4に示す従来の光学的表面形状計測装
置と同様の配置構成である。本発明の特徴とするところ
は、結像レンズ45,ピンホール46および受光素子4
7に代えて、本実施例ではシリンドリカルレンズ11お
よびリニアイメージセンサ12を用いた構成にある。な
お、本実施例で用いるリニアイメージセンサ12は、シ
リンドリカルレンズ11の焦点となる線上に所定の開口
幅で複数の受光素子を並べたものであるが、二次元のイ
メージセンサにおいてシリンドリカルレンズ11の焦点
に対応する線上の受光素子をそれに見立ててもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the invention described in claim 1. In FIG. In the figure, a laser light source 41, a collimator lens 42, a beam splitter 43, and an objective lens 44 have the same arrangement configuration as that of the conventional optical surface shape measuring apparatus shown in FIG. The features of the present invention are that the imaging lens 45, the pinhole 46, and the light receiving element 4
In place of No. 7, in this embodiment, a cylindrical lens 11 and a linear image sensor 12 are used. The linear image sensor 12 used in the present embodiment has a plurality of light receiving elements arranged with a predetermined opening width on the line that is the focal point of the cylindrical lens 11. However, in the two-dimensional image sensor, the focal point of the cylindrical lens 11 is reduced. The light receiving element on the line corresponding to may be regarded as it.

【0016】レーザ光源41から出射された光は、コリ
メートレンズ42で平行ビームとなり、ビームスプリッ
タ43,対物レンズ44を介して試料40の表面に収束
する。また、試料40の表面で散乱した光は、対物レン
ズ44の開口で捉えられて再び集光され、ビームスプリ
ッタ43で光路が曲げられてシリンドリカルレンズ11
に導かれる。
The light emitted from the laser light source 41 becomes a parallel beam at the collimator lens 42 and is converged on the surface of the sample 40 via the beam splitter 43 and the objective lens 44. Further, the light scattered on the surface of the sample 40 is captured by the aperture of the objective lens 44 and is condensed again, and the optical path is bent by the beam splitter 43 so that the cylindrical lens 11 is formed.
Be led to.

【0017】シリンドリカルレンズ11は焦点面に平行
な線状の像を結像させるが、その像は試料40の表面と
対物レンズ44との距離に応じてシリンドリカルレンズ
11の焦点面の前後に結像する。ここで、対物レンズ4
4の焦点距離をf1 、シリンドリカルレンズ11の焦点
距離をf2 、対物レンズ44とシリンドリカルレンズ1
1の光軸距離をL、試料40の表面と対物レンズ44の
焦点との距離をxとすると、シリンドリカルレンズ11
と線状の像との距離yは、 y=f2 2×x/{f1 2+(f1+f2−L)×x} で与えられ、特に、L=f1+f2の場合には、 y=f2 2×x/f1 2 となる。このように、試料40の表面と対物レンズ44
の焦点との距離xに応じて、線状の像はシリンドリカル
レンズ11の焦点面の前後に移動する。
The cylindrical lens 11 forms a linear image parallel to the focal plane, and the image is formed before and after the focal plane of the cylindrical lens 11 according to the distance between the surface of the sample 40 and the objective lens 44. To do. Here, the objective lens 4
Focal length f 1 of 4, the focal distance f 2 of the cylindrical lens 11, objective lens 44 and the cylindrical lens 1
If the optical axis distance of 1 is L and the distance between the surface of the sample 40 and the focus of the objective lens 44 is x, the cylindrical lens 11
The distance y between the linear image and the linear image is given by y = f 2 2 × x / {f 1 2 + (f 1 + f 2 −L) × x}, and particularly when L = f 1 + f 2 . Is y = f 2 2 × x / f 1 2 . In this way, the surface of the sample 40 and the objective lens 44
The linear image moves before and after the focal plane of the cylindrical lens 11 according to the distance x from the focal point of the.

【0018】リニアイメージセンサ12はその線状の像
を受光するが、シリンドリカルレンズ11の焦点面に対
して微小角度θだけ傾けて配置することにより、像の結
像位置に応じてリニアイメージセンサ12の出力レベル
が極大値を示す画素位置が変化する。
The linear image sensor 12 receives the linear image, but by arranging the linear image sensor 12 at a slight angle θ with respect to the focal plane of the cylindrical lens 11, the linear image sensor 12 is arranged according to the image forming position. The pixel position at which the output level of is at the maximum value changes.

【0019】図2は、リニアイメージセンサ12の各画
素対応の出力例を示す図である。図において、横軸はリ
ニアイメージセンサ12の画素番号、縦軸は出力レベル
を示す。出力レベルの極大値は、シリンドリカルレンズ
11で結像した線状の像がリニアイメージセンサ12と
交わるC点の画素で得られる。このC点は、試料40の
表面と対物レンズ44の焦点との距離xに応じて変化す
る。
FIG. 2 is a diagram showing an output example corresponding to each pixel of the linear image sensor 12. In the figure, the horizontal axis represents the pixel number of the linear image sensor 12, and the vertical axis represents the output level. The maximum value of the output level is obtained at the pixel at the point C where the linear image formed by the cylindrical lens 11 intersects with the linear image sensor 12. The point C changes according to the distance x between the surface of the sample 40 and the focal point of the objective lens 44.

【0020】したがって、リニアイメージセンサ12上
で出力レベルが最大となる画素C点を検出することによ
り、対物レンズ44と試料40との距離を物理的に変化
させることなく、対物レンズ44と試料40の表面との
距離をC点の座標とθの関数として算出することができ
る。
Therefore, by detecting the pixel C point where the output level is maximum on the linear image sensor 12, the distance between the objective lens 44 and the sample 40 is not physically changed, and the objective lens 44 and the sample 40 are not changed. Can be calculated as a function of the coordinates of point C and θ.

【0021】なお、リニアイメージセンサ12は、その
開口部の幅が数十μm程度のスリット状のものが適して
いるが、CCDリニアイメージセンサ,ファイバアレ
イ,PSD(Position Sensitive Device),ダイオード
アレイその他の素子で容易に実現することができる。ま
た、受光素子の形状によって開口部の幅を制限するもの
の他に、二次元のイメージセンサを用いる場合にその前
面に機械的スリットを密着させる構成としても同様であ
る。
The linear image sensor 12 is preferably a slit-shaped one having an opening width of several tens of μm, but a CCD linear image sensor, a fiber array, a PSD (Position Sensitive Device), a diode array and others. It can be easily realized by the element. In addition to limiting the width of the opening depending on the shape of the light receiving element, the same applies to the configuration in which a mechanical slit is brought into close contact with the front surface when a two-dimensional image sensor is used.

【0022】図3は、請求項2に記載の発明の実施例構
成を示す概略図である。図において、レーザ光源41,
コリメートレンズ42,ビームスプリッタ43および対
物レンズ44は、図4に示す従来の光学的表面形状計測
装置と同様の配置構成である。本発明の特徴とするとこ
ろは、結像レンズ45,ピンホール46および受光素子
47に代えて、本実施例ではシリンドリカルレンズ11
およびリニアイメージセンサ12を用いた構成に加え
て、コリメートレンズ42の有効径を対物レンズ44の
有効径よりも小さくする手段として、アパーチャ31を
コリメートレンズ42とビームスプリッタ43との間に
挿入した構成にある。なお、対物レンズ44の有効径よ
りも小さな径を有するコリメートレンズ42を用いても
同様である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the invention described in claim 2. In the figure, a laser light source 41,
The collimator lens 42, the beam splitter 43, and the objective lens 44 have the same arrangement configuration as that of the conventional optical surface shape measuring apparatus shown in FIG. The feature of the present invention lies in that, instead of the imaging lens 45, the pinhole 46 and the light receiving element 47, the cylindrical lens 11 is used in the present embodiment.
In addition to the configuration using the linear image sensor 12, a configuration in which the aperture 31 is inserted between the collimator lens 42 and the beam splitter 43 as means for making the effective diameter of the collimator lens 42 smaller than the effective diameter of the objective lens 44. It is in. The same applies when the collimator lens 42 having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 44 is used.

【0023】シリンドリカルレンズ11およびリニアイ
メージセンサ12の機能は、図1に示す実施例と同様で
ある。したがって、以下アパーチャ31の機能について
説明する。
The functions of the cylindrical lens 11 and the linear image sensor 12 are similar to those of the embodiment shown in FIG. Therefore, the function of the aperture 31 will be described below.

【0024】アパーチャ31によってコリメートレンズ
42の有効径が制限されるので、平行ビームの径は対物
レンズ44の有効径よりも小さくなる。したがって、試
料40へ照射される光に対する対物レンズ44の実効N
Aは小さくなり、対物レンズ44によって集光される光
は均一な強度分布となる。その結果、垂直方向に大きな
ダイナミックレンジを実現することができる。なお、N
Aの小さな対物レンズを使った場合にも、集光する光の
強度分布を均一にすることができるが、このときは試料
40の表面で散乱した反射光に対するNAも小さくなっ
てしまい、分解能を劣化させる要因となる。しかし、本
発明構成のように、試料40へ照射する光のみを制限す
ることにより、反射光に対するNAは十分に確保するこ
とができ、分解能の劣化を回避することができる。
Since the effective diameter of the collimating lens 42 is limited by the aperture 31, the diameter of the parallel beam is smaller than the effective diameter of the objective lens 44. Therefore, the effective N of the objective lens 44 with respect to the light irradiated to the sample 40 is
A becomes smaller, and the light condensed by the objective lens 44 has a uniform intensity distribution. As a result, a large dynamic range can be realized in the vertical direction. Note that N
Even when an objective lens with a small A is used, the intensity distribution of the condensed light can be made uniform, but in this case, the NA for the reflected light scattered on the surface of the sample 40 is also small, and the resolution is reduced. It causes deterioration. However, as in the configuration of the present invention, by limiting only the light that illuminates the sample 40, a sufficient NA for the reflected light can be secured, and deterioration of resolution can be avoided.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、試料に対
する垂直方向の走査を行うことなく、試料表面までの距
離を短時間で高精度に計測することができる。また、試
料に対する垂直方向の走査が不要となるので、装置全体
を小型軽量なものにすることができる。
As described above, according to the present invention, the distance to the sample surface can be measured with high accuracy in a short time without performing the scanning in the vertical direction on the sample. Further, since it is not necessary to scan the sample in the vertical direction, the entire apparatus can be made compact and lightweight.

【0026】さらに、本発明の光学的表面形状計測装置
を例えばAOM(音響光学偏向器)を用いて水平方向に
高速高精度に走査することにより、試料表面の起伏を高
精度かつ高速に計測することができる。
Further, the undulation of the sample surface is measured with high accuracy and at high speed by scanning the optical surface shape measuring device of the present invention in a horizontal direction with high speed and high accuracy using, for example, an AOM (acoustic optical deflector). be able to.

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

【図1】請求項1に記載の発明の実施例構成を示す概略
図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】リニアイメージセンサ12の各画素対応の出力
例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an output example corresponding to each pixel of a linear image sensor 12.

【図3】請求項2に記載の発明の実施例構成を示す概略
図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of the invention described in claim 2.

【図4】共焦点光学系を用いた従来の光学的表面形状計
測装置の概略構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical surface profile measuring apparatus using a confocal optical system.

【図5】対物レンズ44と試料40の表面との距離に応
じた受光素子47の信号強度例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of signal intensity of the light receiving element 47 according to the distance between the objective lens 44 and the surface of the sample 40.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリンドリカルレンズ 12 リニアイメージセンサ 31 アパーチャ 40 試料 41 レーザ光源 42 コリメートレンズ 43 ビームスプリッタ 44 対物レンズ 45 結像レンズ 46 ピンホール 47 受光素子 11 Cylindrical lens 12 Linear image sensor 31 Aperture 40 Sample 41 Laser light source 42 Collimating lens 43 Beam splitter 44 Objective lens 45 Imaging lens 46 Pinhole 47 Light receiving element

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光源から出射された光をコリメー
トレンズで平行ビームとし、さらに対物レンズで集光し
て試料表面に照射し、その表面で散乱した反射光を再び
対物レンズの開口で捉え、集光された反射光を用いて試
料表面までの距離を算出する共焦点光学系を用いた光学
的表面形状計測装置において、 前記対物レンズで集光された反射光を焦点面に平行な線
状の像に結像させるシリンドリカルレンズと、 前記シリンドリカルレンズの焦点面に対して微小角度傾
けてその結像光を受光し、最大出力を得る画素位置から
前記線状の像の結像位置を検出して前記試料表面までの
距離算出に供するイメージセンサとを備えたことを特徴
とする光学的表面形状計測装置。
1. A light emitted from a laser light source is collimated by a collimator lens to be a parallel beam, which is then condensed by an objective lens to irradiate the sample surface, and reflected light scattered on the surface is captured again by an aperture of the objective lens. In an optical surface shape measuring device using a confocal optical system for calculating a distance to a sample surface using condensed reflected light, reflected light condensed by the objective lens is linearly parallel to a focal plane. And a cylindrical lens for forming an image on the image of the linear lens, and the image forming light is received by inclining the cylindrical lens at a minute angle with respect to the focal plane of the cylindrical lens, and the image forming position of the linear image is detected from the pixel position where the maximum output is obtained. And an image sensor for calculating the distance to the sample surface.
【請求項2】 請求項1に記載の光学的表面形状計測装
置において、 対物レンズの有効径に対してコリメートレンズの有効径
を小さくしたことを特徴とする光学的表面形状計測装
置。
2. The optical surface profile measuring apparatus according to claim 1, wherein the effective diameter of the collimator lens is smaller than the effective diameter of the objective lens.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007101227A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Toshiba Corp Surface inspection device

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JP4690841B2 (en) * 2005-09-30 2011-06-01 株式会社東芝 Surface inspection device

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