JPH09145330A - Level difference measuring apparatus - Google Patents

Level difference measuring apparatus

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JPH09145330A
JPH09145330A JP7301580A JP30158095A JPH09145330A JP H09145330 A JPH09145330 A JP H09145330A JP 7301580 A JP7301580 A JP 7301580A JP 30158095 A JP30158095 A JP 30158095A JP H09145330 A JPH09145330 A JP H09145330A
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JP
Japan
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analyzer
light
image sensor
measuring device
dimensional image
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Application number
JP7301580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Iwasaki
豊 岩崎
Jun Iwasaki
純 岩崎
Yasushi Oki
裕史 大木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to US08/672,331 priority patent/US5764363A/en
Priority to DE19626261A priority patent/DE19626261A1/en
Publication of JPH09145330A publication Critical patent/JPH09145330A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a level difference accurately when the optical reflectance varies on the opposite sides of level difference. SOLUTION: The level difference measuring apparatus is constructed such that a reflected light arriving at an analyzer is polarized circularly when an object 8 is a mirror face. The analyzer comprises polarization beam splitters 13, 11 having variable analyzer angle while a two-dimensional image sensor comprises a first two-dimensional image sensor 15 for detecting the light transmitted through the polarization beam splitter 13, and a second two-dimensional image sensor 17 for detecting the light reflected on the polarization beam splitter 13. A measuring means 20 measures a level difference based on the analyzer angle of polarization beam splitters 13, 11 when the difference of output from first and second two-dimensional image sensor 15, 17 for the level difference is maximum or minimum.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は段差測定装置に関し、特
にICパターンや金属表面などに存在する微小段差の定
量測定に適した段差測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step measuring apparatus, and more particularly to a step measuring apparatus suitable for quantitatively measuring a minute step existing on an IC pattern or a metal surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の段差測定装置として、O puls E誌
の1992年10月号において70〜72ページに開示されている
ように、レーザー走査型段差測定装置を応用した非接触
表面粗さ計が知られている。この非接触表面粗さ計で
は、従来の検光子に代えて偏光ビームスプリッタを用
い、この偏光ビームスプリッタの透過光と反射光とを同
時に検出している。そして、透過光の検出信号と反射光
の検出信号とに関する差信号と和信号との比に基づいて
段差を測定している。
2. Description of the Related Art As a conventional step measuring device, as disclosed in the October 1992 issue of O puls E magazine on pages 70 to 72, a non-contact surface roughness meter to which a laser scanning type step measuring device is applied. It has been known. In this non-contact surface roughness meter, a polarization beam splitter is used instead of the conventional analyzer, and the transmitted light and the reflected light of this polarization beam splitter are simultaneously detected. Then, the step is measured based on the ratio of the difference signal and the sum signal regarding the detection signal of the transmitted light and the detection signal of the reflected light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の非接触表
面粗さ計では、検出された透過光と反射光とに関する差
信号と和信号との比に基づいて段差を測定している。し
かしながら、差信号と和信号との比に基づく測定では、
段差の両側で光反射率が変化するような場合に対応する
ことができないという不都合があった。
In the above-mentioned conventional non-contact surface roughness meter, the step is measured based on the ratio of the difference signal and the sum signal regarding the detected transmitted light and reflected light. However, in a measurement based on the ratio of the difference signal and the sum signal,
There is an inconvenience that it is not possible to cope with the case where the light reflectance changes on both sides of the step.

【0004】さらに、上述の文献には、和信号が段差の
影響を受けない旨の記載がある。しかしながら、和信号
が段差の影響をあまり受けないのは、段差によって発生
する光の位相差がきわめて小さい場合のみである。すな
わち、上述の従来の非接触表面粗さ計では、段差が大き
くなるに連れて回折により和信号も変調され、その結果
測定精度が損なわれるという不都合があった。
Further, the above-mentioned document describes that the sum signal is not affected by the step. However, the sum signal is not significantly affected by the step only when the phase difference of the light generated by the step is extremely small. That is, in the above-mentioned conventional non-contact surface roughness meter, the sum signal is also modulated by diffraction as the step increases, and as a result, the measurement accuracy is impaired.

【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、段差の両側で光反射率が変化していても任意
の段差を高精度に測定することのできる段差測定装置を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a step measuring apparatus capable of measuring an arbitrary step with high accuracy even if the light reflectance changes on both sides of the step. Is intended.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光源と、光源からの光を被検物
体上に照明するための照明光学系と、被検物体の像を所
定の像面に結像するための対物レンズと、対物レンズと
光源との間に配設され光源からの光をその偏光成分によ
って2つの光に分割し、被検物体で反射された2つの光
を合成するための複屈折プリズムと、合成された2つの
光を特定の偏光成分に選択するための検光子と、像面に
配設され検光子を通過した光を受光する2次元イメージ
センサと、2次元イメージセンサから出力される信号に
基づいて被検物体の段差を定量的に測定するための測定
手段とを備えた段差測定装置であって、段差測定装置
は、被検物体が鏡面であるときに検光子に達する反射光
が円偏光になるように構成され、検光子は、アナライザ
角が可変の偏光ビームスプリッタを有し、2次元イメー
ジセンサは偏光ビームスプリッタを透過した光を検出す
るための第1の2次元イメージセンサと、偏光ビームス
プリッタで反射した光を検出するための第2の2次元イ
メージセンサとを有し、測定手段は、段差に対する第1
の2次元イメージセンサの出力と第2の2次元イメージ
センサの出力との差が最大または最小になるときの偏光
ビームスプリッタのアナライザ角に基づいて段差を測定
することを特徴とする段差測定装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the present invention, a light source, an illumination optical system for illuminating light from the light source onto an object to be inspected, and an image of the object to be inspected are provided. An objective lens for forming an image on a predetermined image plane, and a light from the light source, which is arranged between the objective lens and the light source, is split into two lights by its polarization component, and the two lights reflected by the object to be inspected. A birefringent prism for combining light, an analyzer for selecting the combined two lights as a specific polarization component, and a two-dimensional image sensor arranged on the image plane for receiving light passing through the analyzer And a measuring means for quantitatively measuring a step of an object to be inspected on the basis of a signal output from a two-dimensional image sensor, wherein the step measuring device has a mirror surface of the object to be inspected. So that the reflected light reaching the analyzer becomes circularly polarized when The analyzer has a polarization beam splitter with a variable analyzer angle, and the two-dimensional image sensor has a first two-dimensional image sensor for detecting light transmitted through the polarization beam splitter and reflection by the polarization beam splitter. A second two-dimensional image sensor for detecting the emitted light, and the measuring means includes a first
And a step measuring device characterized by measuring the step based on the analyzer angle of the polarization beam splitter when the difference between the output of the two-dimensional image sensor and the output of the second two-dimensional image sensor becomes maximum or minimum. provide.

【0007】本発明の好ましい態様によれば、測定手段
は、被検物体の段差の一方の領域に対する第1の2次元
イメージセンサの出力と 第2の2次元イメージセンサ
の出力との和に基づいて、一方の領域における被検物体
の第1振幅反射率を求め、被検物体の段差の他方の領域
に対する第1の2次元イメージセンサの出力と第2の2
次元イメージセンサの出力との和に基づいて、他方の領
域における被検物体の第2振幅反射率を求め、アナライ
ザ角と第1の振幅反射率と第2の振幅反射率とに基づい
て段差が2つの照明光に付与する位相差を算出し、算出
された位相差に基づいて段差を測定する。
According to a preferred aspect of the present invention, the measuring means is based on the sum of the output of the first two-dimensional image sensor and the output of the second two-dimensional image sensor for one region of the step of the object to be inspected. Then, the first amplitude reflectance of the object to be inspected in one area is obtained, and the output of the first two-dimensional image sensor and the second 2
The second amplitude reflectance of the object to be measured in the other area is obtained based on the sum with the output of the three-dimensional image sensor, and the step is determined based on the analyzer angle, the first amplitude reflectance, and the second amplitude reflectance. The phase difference given to the two illumination lights is calculated, and the step is measured based on the calculated phase difference.

【0008】また本発明は、前記課題を解決するため
に、光源と、光源からの光を被検物体上に照明するため
の照明光学系と、被検物体の像を所定の像面に結像する
ための対物レンズと、対物レンズと光源との間に配設さ
れ光源からの光をその偏光成分によって2つの光に分割
し、被検物体で反射された2つの光を合成するための複
屈折プリズムと、合成された2つの光を特定の偏光成分
に選択するための検光子と、像面に配設され検光子を通
過した光を受光する2次元イメージセンサと、2次元イ
メージセンサから出力される信号に基づいて被検物体の
段差を定量的に測定するための測定手段とを備えた段差
測定装置であって、段差測定装置は、被検物体が鏡面で
あるときに検光子に達する反射光が円偏光になるように
構成され、検光子はアナライザ角が可変であり、測定手
段は、検光子のアナライザ角が2つの異なる位置にある
時の2次元イメージセンサの出力の差が最大または最小
になるときのアナライザ角に基づいて段差を測定するこ
とを特徴とする段差測定装置を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention connects a light source, an illumination optical system for illuminating light from the light source onto an object to be inspected, and an image of the object to be inspected on a predetermined image plane. An objective lens for forming an image, and for dividing the light from the light source arranged between the objective lens and the light source into two lights by its polarization component, and for combining the two lights reflected by the object to be inspected. A birefringent prism, an analyzer for selecting two combined light components as specific polarization components, a two-dimensional image sensor arranged on the image plane for receiving light passing through the analyzer, and a two-dimensional image sensor A step measuring device having a measuring means for quantitatively measuring a step of an object to be inspected based on a signal output from the step measuring device, wherein the step measuring device is an analyzer when the object to be inspected is a mirror surface. Is configured so that the reflected light reaching The analyzer angle is variable, and the measuring means measures the step based on the analyzer angle at which the difference between the outputs of the two-dimensional image sensor becomes maximum or minimum when the analyzer angle of the analyzer is at two different positions. There is provided a step measuring device characterized by the above.

【0009】本発明の好ましい態様によれば測定手段
は、検光子のアナライザ角が2つの異なる位置にある時
の被検物体の段差の一方の領域に対する2次元イメージ
センサの出力の和に基づいて、一方の領域における被検
物体の第1振幅反射率を求め、検光子のアナライザ角が
2つの異なる位置にある時の被検物体の段差の他方の領
域に対する2次元イメージセンサの出力の和に基づい
て、他方の領域における被検物体の第2振幅反射率を求
め、アナライザ角と第1の振幅反射率と第2の振幅反射
率とに基づいて段差が2つの照明光に付与する位相差を
算出し、算出された位相差に基づいて段差を測定する。
According to a preferred aspect of the present invention, the measuring means is based on the sum of the outputs of the two-dimensional image sensor for one region of the step of the object to be inspected when the analyzer angle of the analyzer is at two different positions. , The first amplitude reflectance of the object to be measured in one area is calculated to obtain the sum of the outputs of the two-dimensional image sensor with respect to the other area of the step of the object to be measured when the analyzer angle of the analyzer is at two different positions. The second amplitude reflectance of the object to be measured in the other area is obtained based on the phase difference based on the analyzer angle, the first amplitude reflectance, and the second amplitude reflectance. Is calculated, and the step is measured based on the calculated phase difference.

【0010】[0010]

【作用】上述のように、本発明の段差測定装置は、微分
干渉顕微鏡を応用した構成を有する。一般に、微分干渉
顕微鏡では、被検物体上に存在する幾何学的な段差に対
して、ほぼ微分像に等しいコントラストを与えることが
できる。しかしながら、被検物体上に存在する一般的な
段差は、単に表面の凹凸(幾何学的な段差)だけからな
るわけではない。たとえば、ガラス基板上に蒸着された
クロームのパターンを考えると、蒸着面の境界において
クローム膜厚に相当する幾何学的段差が存在するだけで
はなく、光の反射率も段差の両側において大きく変化し
ている。
As described above, the step measuring device of the present invention has a structure to which a differential interference microscope is applied. In general, a differential interference microscope can give a contrast almost equal to a differential image to a geometrical step existing on an object to be inspected. However, a general step existing on the object to be inspected does not simply consist of surface irregularities (geometric steps). For example, considering the pattern of chrome vapor-deposited on a glass substrate, not only is there a geometric step corresponding to the chrome film thickness at the boundary of the vapor deposition surface, but also the light reflectance changes greatly on both sides of the step. ing.

【0011】このように、一般の段差は、入射する光の
位相および振幅をともに変調するという性質を有する。
したがって、互いに異なる段差に対しては、位相および
振幅の変調される度合いも当然に異なってくる。しかし
ながら、本発明の発明者らは、種々の研究の結果、従来
の微分干渉顕微鏡の構成を用いて、いかなる段差に対し
ても高精度な測定が可能な本発明の段差測定装置に想到
した。
As described above, a general step has a property of modulating both the phase and the amplitude of incident light.
Therefore, for different steps, the degree of phase and amplitude modulation naturally differs. However, as a result of various studies, the inventors of the present invention have conceived a step measuring device of the present invention capable of highly accurate measurement of any step using the configuration of a conventional differential interference microscope.

【0012】以下、本発明の段差測定装置の作用を理論
的に説明する。なお、段差は基本的に1次元特性を有す
るため、以下の解析では光学系を含め全てを1次元的に
取り扱う。実際の光学系は2次元特性を有するが、後述
の各式に対して直交する座標系を導入するだけで2次元
化を容易に行うことができることはいうまでもない。被
検物体上に一次元座標xを設定し、原点x=0に段差が
存在するものとする。物体はx=0を除いて平坦であ
り、物体の複素振幅分布O(x)が式(1)で与えられ
るものとする。
The operation of the step measuring device of the present invention will be theoretically described below. In addition, since the step basically has a one-dimensional characteristic, everything including the optical system is treated one-dimensionally in the following analysis. Although an actual optical system has a two-dimensional characteristic, it is needless to say that two-dimensionalization can be easily performed by introducing a coordinate system orthogonal to each equation described later. It is assumed that a one-dimensional coordinate x is set on the object to be inspected and a step exists at the origin x = 0. The object is flat except for x = 0, and the complex amplitude distribution O (x) of the object is given by equation (1).

【0013】[0013]

【数1】 (Equation 1)

【0014】式(1)において、aおよびbは、それぞ
れx≦0の領域およびx>0の領域における物体の反射
率の平方根(すなわち振幅反射率)である。また、Ψは
段差によって生じる入射光の位相変化量である。次い
で、この段差位置における微分干渉像の強度Iを求め
る。段差位置すなわちx=0において、段差測定装置に
よって被検物体上に形成された2つの照明光は、段差を
挟んでその両側の対称な位置にある。それぞれの照明光
を構成する点像のうち照明光の中心の点像に注目する
と、この2つの点像は、段差を挟んでその両側の対称な
位置にある。すなわち2つの点像の中心間の距離を2δ
とすれば、第1の照明光の点像の中心は位置x=δにあ
り、第2の照明光の点像はx=−δにある。まず、第1
の照明光の点像について考える。物体上での点像の振幅
分布をu(x)とすれば、第1の照明光の点像の回折に
より、方向余弦α方向に回折される光の複素振幅P1
次の式(2)で与えられる。
In the equation (1), a and b are the square roots (ie, amplitude reflectance) of the reflectance of the object in the region of x ≦ 0 and the region of x> 0, respectively. Further, Ψ is the phase change amount of the incident light caused by the step. Next, the intensity I of the differential interference image at this step position is obtained. At the step position, that is, at x = 0, the two illumination lights formed on the object to be inspected by the step measuring device are symmetrically located on both sides of the step. Focusing on the point image at the center of the illumination light among the point images forming the respective illumination light, the two point images are located at symmetrical positions on both sides of the step, with the step being interposed therebetween. That is, the distance between the centers of the two point images is 2δ
Then, the center of the point image of the first illumination light is at the position x = δ, and the point image of the second illumination light is at x = −δ. First, the first
Consider the point image of the illumination light. If the amplitude distribution of the point image on the object is u (x), the complex amplitude P 1 of the light diffracted in the direction cosine α direction by the diffraction of the point image of the first illumination light is given by ) Is given.

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】同様に、第2の照明光の点像について、そ
の回折により方向余弦α方向に回折される複素振幅P2
は、次の式(3)で与えられる。
Similarly, with respect to the point image of the second illumination light, the complex amplitude P 2 is diffracted by the diffraction in the direction cosine α direction.
Is given by the following equation (3).

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】光源から検光子直前までの間の光学系が第
1の照明光と第2の照明光に与える位相差(すなわち被
検物体として鏡面を用いたときに検光子直前における両
照明光の位相差)をθとし、検光子の方位角(アナライ
ザ角)をφとすると、検光子の透過光強度iTと反射光
強度iRは、次の式(4)および(5)でそれぞれ与え
られる。
The phase difference given to the first illumination light and the second illumination light by the optical system from the light source to immediately before the analyzer (that is, when a mirror surface is used as the object to be inspected, both illumination lights immediately before the analyzer are detected). When the phase difference) is θ and the azimuth angle (analyzer angle) of the analyzer is φ, the transmitted light intensity i T and reflected light intensity i R of the analyzer are given by the following equations (4) and (5), respectively. To be

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】[0020]

【数5】 (Equation 5)

【0021】実際には、レンズの開口数NAより小さい
方向余弦の回折光はすべて受光される。したがって、透
過光強度ITおよび反射光強度IRは、次の式(6)およ
び(7)でそれぞれ与えられる。
In practice, all diffracted light having a direction cosine smaller than the numerical aperture NA of the lens is received. Therefore, the transmitted light intensity I T and the reflected light intensity I R are given by the following equations (6) and (7), respectively.

【0022】[0022]

【数6】 (Equation 6)

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】したがって、透過光全強度ITと反射光全
強度IRとの差信号Sは、次の式(8)で与えられる。
Therefore, the difference signal S between the total intensity I T of transmitted light and the total intensity I R of reflected light is given by the following equation (8).

【0025】[0025]

【数8】 (Equation 8)

【0026】式(8)に式(1)〜式(7)を代入する
と、次の式(9)に示す関係が得られる。
By substituting the expressions (1) to (7) into the expression (8), the relationship shown in the following expression (9) is obtained.

【0027】[0027]

【数9】 (Equation 9)

【0028】本発明では、式(9)において位相差θ=
π/2と設定することにより、次の式(10)で示す関
係が成立する。
In the present invention, the phase difference θ =
By setting π / 2, the relationship shown in the following expression (10) is established.

【0029】[0029]

【数10】 (Equation 10)

【0030】なお、式(9)および式(10)におい
て、Cは、物体に依存しない装置定数であり、次の式
(11)で与えられる。
In the expressions (9) and (10), C is a device constant that does not depend on the object, and is given by the following expression (11).

【0031】[0031]

【数11】 [Equation 11]

【0032】式(10)の右辺は、次の式(12)に示
すように、ベクトルの内積の形で表される。
The right side of the equation (10) is represented by the inner product of vectors as shown in the following equation (12).

【0033】[0033]

【数12】 (Equation 12)

【0034】したがって、段差位置における差信号S
は、アナライザ角φが式(13)を満たすときに最大と
なる。
Therefore, the difference signal S at the step position is
Becomes maximum when the analyzer angle φ satisfies the equation (13).

【0035】[0035]

【数13】 (Equation 13)

【0036】また、式(12)を参照すれば、式(1
3)を満たすφに±π/4を加えたアナライザ角におい
て、段差位置における差信号Sが最小(ゼロ)になるこ
とがわかる。以下、本発明において位相差θ=π/2と
設定する理由について説明する。まず、式(9)の右辺
において位相差θを含む部分cos(θ+Ψ)は、θ=
π/2と設定することにより、式(10)に示すように
sinΨとして差信号Sに含まれるようになる。こうし
て、微小段差に応じた微小な位相差Ψに対する差信号S
の感度は、位相差θ=π/2と設定することにより最も
良好になる。換言すれば、位相差θ=π/2と設定する
ことにより、微小段差に対するコントラストを大きくす
ることができる。
Further, referring to the equation (12), the equation (1
It can be seen that the difference signal S at the step position becomes minimum (zero) at the analyzer angle obtained by adding ± π / 4 to φ satisfying 3). Hereinafter, the reason for setting the phase difference θ = π / 2 in the present invention will be described. First, the part cos (θ + Ψ) including the phase difference θ on the right side of Expression (9) is θ =
By setting it as π / 2, it is included in the difference signal S as sin Ψ as shown in equation (10). Thus, the difference signal S with respect to the minute phase difference Ψ corresponding to the minute step
The sensitivity of 1 becomes the best by setting the phase difference θ = π / 2. In other words, by setting the phase difference θ = π / 2, the contrast with respect to the minute step can be increased.

【0037】次いで、位相差θ=π/2と設定すること
により、段差の両側のエッジに対するコントラストを同
時に最大(または最小)にする事ができる。段差部分の
振幅反射率をbとし、その両側の平坦部の振幅反射率a
とすると、一方のエッジでは振幅反射率がaからbへ変
化するとともに段差による位相差が0からΨに変化す
る。また、他方のエッジでは、振幅反射率がbからaへ
変化するとともに段差による位相差がΨから0に変化す
る。
Next, by setting the phase difference θ = π / 2, it is possible to simultaneously maximize the contrast (or the minimum) for the edges on both sides of the step. Let b be the amplitude reflectance of the stepped portion, and a
Then, at one edge, the amplitude reflectance changes from a to b and the phase difference due to the step changes from 0 to Ψ. At the other edge, the amplitude reflectance changes from b to a and the phase difference due to the step changes from Ψ to 0.

【0038】すなわち、式(13)の右辺において、一
方のエッジと他方のエッジとでは、aとbが入れ代わる
とともに段差による位相差Ψの符号が逆になる。ところ
で、aとbとを入れ代えるとともに位相差Ψの符号を逆
にしても、式(13)の右辺の値は変化しない。これ
は、一方のエッジのコントラストを最大(または最小)
にするアナライザ角と他方のエッジのコントラストを最
大(または最小)にするアナライザ角とが等しいことを
意味している。換言すれば、位相差θ=π/2と設定す
ることにより、同一のアナライザ角で段差の両側のエッ
ジに対するコントラストを同時に最大(または最小)に
できる。
That is, in the right-hand side of the equation (13), at one edge and the other edge, a and b are interchanged and the sign of the phase difference Ψ due to the step is reversed. By the way, even if a and b are exchanged and the sign of the phase difference Ψ is reversed, the value on the right side of the equation (13) does not change. This gives the maximum (or minimum) contrast for one edge
It means that the analyzer angle which makes the contrast of the other edge equal to the analyzer angle which makes the contrast of the other edge maximum (or minimum). In other words, by setting the phase difference θ = π / 2, it is possible to simultaneously maximize (or minimize) the contrast for the edges on both sides of the step at the same analyzer angle.

【0039】仮に、位相差θ=π/2ではなくθ=0と
設定すると、段差位置における差信号Sは、アナライザ
角φがつぎの式(14)を満たすとき最大となる。
If the phase difference is set to θ = 0 instead of θ = π / 2, the difference signal S at the step position becomes maximum when the analyzer angle φ satisfies the following equation (14).

【0040】[0040]

【数14】 [Equation 14]

【0041】上述の式(14)において、aとbとを入
れ代えるとともに位相差Ψの符号を逆にすると、右辺の
値は変化してしまう。すなわち、本発明のように位相差
θ=π/2と設定しなければ、一方のエッジに対するコ
ントラストを最大(または最小)にしても、そのときの
アナライザ角に対して他方のエッジに対するコントラス
トは、最大(または最小)にならなくなってしまう。
In the above equation (14), if a and b are exchanged and the sign of the phase difference Ψ is reversed, the value on the right side will change. That is, unless the phase difference θ = π / 2 is set as in the present invention, even if the contrast for one edge is maximum (or minimum), the contrast for the other edge with respect to the analyzer angle at that time is: It will no longer be the maximum (or minimum).

【0042】このように、本発明では、検光子の直前ま
でに光学系が2つの照明光に対応する光に加える位相差
をπ/2に、すなわち検光子に達する光が円偏光になる
ようにするとともに、検光子のアナライザ角φを可変に
する。こうして、段差位置における差信号Sが最大とな
るときのアナライザ角から式(13)の右辺の値を求め
ることができる。また、段差位置における差信号Sが最
小となるときのアナライザ角から式(13)の右辺の値
の逆数を求めることができる。
As described above, according to the present invention, the phase difference applied to the light corresponding to the two illumination lights by the optical system just before the analyzer is π / 2, that is, the light reaching the analyzer is circularly polarized. And the analyzer angle φ of the analyzer is made variable. In this way, the value on the right side of Expression (13) can be obtained from the analyzer angle when the difference signal S at the step position becomes maximum. Further, the reciprocal of the value on the right side of the equation (13) can be obtained from the analyzer angle when the difference signal S at the step position becomes the minimum.

【0043】すなわち差信号Sが定性的に最大または最
小となるときのアナライザ角を測定する事により、すな
わち差信号Sの値を定量的に測定する(光量を直接測定
する)ことなく、段差による位相差Ψを含む量を高精度
に求めることができる。なお、式(13)の右辺には、
位相差Ψ以外に振幅反射率aおよびbが含まれている。
振幅反射率aおよびbを求めるには、以下のように、段
差から十分離れた位置における和信号W=IT+IRを求
めればよい。
That is, by measuring the analyzer angle when the difference signal S qualitatively becomes the maximum or the minimum, that is, without measuring the value of the difference signal S quantitatively (directly measuring the light quantity), The amount including the phase difference Ψ can be obtained with high accuracy. In addition, on the right side of the equation (13),
The amplitude reflectances a and b are included in addition to the phase difference Ψ.
To determine the amplitude reflectance a and b are as follows may be obtained sum signal W = I T + I R in a position sufficiently away from the step.

【0044】例えば、段差位置x=0から十分離れたx
<0の位置では、以下の式に示す関係がよい近似で成り
立つ。
For example, x sufficiently separated from the step position x = 0
At the position of <0, the relationship shown in the following equation holds true.

【0045】[0045]

【数15】 (Equation 15)

【0046】式(15)を式(4)〜式(7)を代入し
た上でθ=π/2とすれば、段差位置x=0から十分離
れたx<0の位置に対する和信号Waは、次の式(1
6)で与えられる。
By substituting the equations (4) to (7) into the equation (15) and setting θ = π / 2, the sum signal W a for the position of x <0 sufficiently separated from the step position x = 0. Is the following equation (1
Given in 6).

【0047】[0047]

【数16】 (Equation 16)

【0048】こうして、式(16)で与えられる和信号
aの平方根を計算することによって振幅反射率aを求
めることができる。ここで、式(16)には、振幅反射
率aの他に装置に依存する装置定数が含まれているが、
この装置定数は計算可能な量である。ただし、実用上
は、段差および反射率が既知の試料を用いてキャリブレ
ーションを行うことにより、装置定数を求めることがで
きる。
Thus, the amplitude reflectance a can be obtained by calculating the square root of the sum signal W a given by the equation (16). Here, the equation (16) includes a device-dependent device constant in addition to the amplitude reflectance a,
This device constant is a calculable quantity. However, practically, the device constant can be obtained by performing calibration using a sample with known steps and reflectance.

【0049】また、段差位置x=0から十分離れたx>
0の位置に対する和信号Wbの平方根を計算することに
よって、もう一方の振幅反射率bも同様に求めることが
できる。こうして、差信号Sが最大または最小となると
きのアナライザ角から求めた式(13)の右辺の値と和
信号WaおよびWbからそれぞれ求めた2つの振幅反射率
aおよびbとに基づいて、位相差Ψを算出することがで
きる。そして、算出した位相差Ψに基づいて、段差Δh
を次の式(17)により求めることができる。
Further, x> sufficiently separated from the step position x = 0
By calculating the square root of the sum signal W b with respect to the position of 0, the other amplitude reflectance b can be similarly obtained. Thus, based on the value on the right side of the equation (13) obtained from the analyzer angle when the difference signal S becomes maximum or minimum and the two amplitude reflectances a and b obtained from the sum signals W a and W b , respectively. , The phase difference Ψ can be calculated. Then, based on the calculated phase difference Ψ, the step Δh
Can be calculated by the following equation (17).

【0050】[0050]

【数17】 [Equation 17]

【0051】ここで、λは使用する光の波長であり、n
は媒質の屈折率(空気ならば1)である。なお、段差の
両側において複素屈折率が異なる場合は、2つの対応す
る点像において光の位相飛び量の差が発生する。そこ
で、光の位相飛び量をあらかじめ測定し、式(13)に
したがって求めた位相差Ψの値をあらかじめ測定した位
相飛び量の差で補正する必要がある。ただし、光の位相
飛び量の差が誤差範囲に収まる程度であれば補正の必要
はない。
Where λ is the wavelength of the light used and n
Is the refractive index of the medium (1 for air). If the complex refractive index is different on both sides of the step, a difference in the amount of phase jump of light occurs between the two corresponding point images. Therefore, it is necessary to measure the phase jump amount of light in advance and correct the value of the phase difference Ψ obtained according to the equation (13) with the difference in the phase jump amount measured in advance. However, if the difference in the amount of phase jump of light is within the error range, no correction is necessary.

【0052】[0052]

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限るものではない。図1は、
本発明の第1実施例にかかる段差測定装置の構成を概略
的に示す図である。尚、図1では説明を容易にするため
に、光源1を点光源として図示しているが、実際はタン
グステンランプ等の有限な大きさを持つ光源を用いてい
る。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. FIG.
It is a figure which shows roughly the structure of the level | step difference measuring apparatus concerning 1st Example of this invention. In FIG. 1, the light source 1 is shown as a point light source for ease of explanation, but in reality, a light source having a finite size such as a tungsten lamp is used.

【0053】光源1を射出した光は、コリメートレンズ
2を透過して平行光となり、干渉フィルター3を透過し
て波長が選択される。本実施例では、波長は550nm
に選択された。干渉フィルター3を透過した光は偏光板
4で直線偏光になりハーフミラー5に入射する。この時
の偏光方向は紙面に対して平行である。ハーフミラー5
で図中下方に反射された光はノマルスキープリズム6に
入射する。ノマルスキープリズム6は、入射光の偏光方
向に対して45゜で交差する光学軸を有し、入射光を偏
光成分によって2つの光に分割するための複屈折プリズ
ムである。尚、ノマルスキープリズムの代わりにウォラ
ストンプリズム等を用いてもよい。
The light emitted from the light source 1 passes through the collimator lens 2 to become parallel light, and passes through the interference filter 3 to select the wavelength. In this embodiment, the wavelength is 550 nm
Was selected. The light transmitted through the interference filter 3 becomes linearly polarized light at the polarizing plate 4 and enters the half mirror 5. The polarization direction at this time is parallel to the paper surface. Half mirror 5
Thus, the light reflected downward in the figure enters the Nomarski prism 6. The Nomarski prism 6 is a birefringent prism that has an optical axis that intersects the polarization direction of the incident light at 45 ° and splits the incident light into two lights by the polarization component. A Wollaston prism or the like may be used instead of the Nomarski prism.

【0054】ノマルスキープリズム6を介して2つに分
割された光は、対物レンズ7を介して集光され、ステー
ジ9上に載置された被検物体8上に2つの照明光を形成
する。このように、ノマルスキープリズム6の作用によ
って、被検物体8上には2つの照明光が、それぞれの中
心の間隔を僅かに隔てて形成される。
The light split into two through the Nomarski prism 6 is condensed through the objective lens 7 and forms two illumination lights on the object 8 to be inspected mounted on the stage 9. As described above, by the action of the Nomarski prism 6, two illumination lights are formed on the object to be inspected 8 with the centers thereof being slightly spaced apart.

【0055】2つの照明光に対する被検物体8からの2
つの反射光は再び対物レンズ7を通過した後、ノマルス
キープリズム6を介して合成される。ここで、ノマルス
キープリズム6は、2つの照明光に対して往復でπの整
数倍の位相差を加えるように、光軸に対する挿入位置が
規定されている。したがって、被検物体8が平坦で反射
率の変化がない表面、すなわち鏡面である場合、ノマル
スキープリズム6を介した2つの反射光の位相差はπの
整数倍になる。換言すれば、2つの照明光に対する被検
物体8からの2つの反射光は、ノマルスキープリズム6
を介して図1の紙面に平行または垂直な偏光を有する直
線偏光に合成される。
2 from the object 8 to be inspected for two illumination lights
After passing through the objective lens 7 again, the two reflected lights are combined via the Nomarski prism 6. Here, the Nomarski prism 6 has its insertion position defined with respect to the optical axis so as to add a phase difference of an integral multiple of π to and from the two illumination lights. Therefore, when the object 8 to be inspected is a flat surface with no change in reflectance, that is, a mirror surface, the phase difference between the two reflected lights that have passed through the Nomarski prism 6 is an integral multiple of π. In other words, the two reflected lights from the object 8 to be inspected for the two illumination lights are the Nomarski prism 6
Is combined into linearly polarized light having polarized light parallel or perpendicular to the paper surface of FIG.

【0056】ノマルスキープリズム6を介した合成光
は、ハーフミラー5に入射する。ハーフミラー5を透過
した合成光は1/4波長板10に入射する。1/4波長
板10は、被検物体8が鏡面である場合に1/4波長板
10に入射する合成直線偏光の直線偏光方向に対して方
位角π/4で位置決めされている。したがって、被検物
体8が鏡面である場合、1/4波長板10を介した合成
光は、円偏光となって、光軸を中心として回転可能な1
/2波長板11に入射する。なお、1/2波長板11は
駆動制御部12からの信号によって任意の角度に回転す
るための駆動装置を有している。駆動制御部12は、1
/2波長板11の回転角を制御装置20に供給する。
The combined light that has passed through the Nomarski prism 6 enters the half mirror 5. The combined light transmitted through the half mirror 5 enters the quarter wave plate 10. The quarter-wave plate 10 is positioned at an azimuth angle π / 4 with respect to the linear polarization direction of the combined linearly polarized light that enters the quarter-wave plate 10 when the object 8 to be inspected is a mirror surface. Therefore, when the object 8 to be inspected is a mirror surface, the combined light that has passed through the quarter-wave plate 10 becomes circularly polarized light and is rotatable about the optical axis.
It is incident on the half-wave plate 11. The half-wave plate 11 has a drive device for rotating the half-wave plate 11 at an arbitrary angle in response to a signal from the drive control unit 12. The drive control unit 12 is 1
The rotation angle of the 1/2 wavelength plate 11 is supplied to the control device 20.

【0057】1/2波長板11を透過した光は、偏光ビ
ームスプリッタ13で透過光と反射光とに分離される。
このように、1/2波長板11は、偏光回転角が可変の
旋光子であり、回転可能な1/2波長板11と固定され
た偏光ビームスプリッタ13とにより、アナライザ角が
可変の偏光ビームスプリッタが構成されている。
The light transmitted through the half-wave plate 11 is separated by the polarization beam splitter 13 into transmitted light and reflected light.
As described above, the half-wave plate 11 is an optical rotator whose polarization rotation angle is variable, and the rotatable half-wave plate 11 and the fixed polarization beam splitter 13 allow the polarization beam whose analyzer angle is variable. The splitter is configured.

【0058】偏光ビームスプリッタ13を透過した光は
レンズ14で2次元イメージセンサ15に結像し、光電
変換される。一方偏光ビームスプリッタ13で反射した
光はレンズ16で2次元イメージセンサ17に結像し、
光電変換される。2次元イメージセンサ15と2次元イ
メージセンサ17は、同じ画素構成であり対応する画素
は、被検物体8上の同一の場所からの反射光を受光する
ようにアライメントされている。
The light transmitted through the polarization beam splitter 13 is imaged on the two-dimensional image sensor 15 by the lens 14 and photoelectrically converted. On the other hand, the light reflected by the polarization beam splitter 13 is imaged by the lens 16 on the two-dimensional image sensor 17,
It is photoelectrically converted. The two-dimensional image sensor 15 and the two-dimensional image sensor 17 have the same pixel configuration, and the corresponding pixels are aligned so as to receive the reflected light from the same place on the object 8 to be inspected.

【0059】尚、2次元イメージセンサは、例えば、C
CD等のイメージセンサを用いる。2次元イメージセン
サ15および2次元イメージセンサ17で光電変換され
た電気信号は、2次元減算器18と2次元加算機19に
供給される。2次元減算器18では、2次元イメージセ
ンサ15からの信号と2次元イメージセンサ17からの
信号とに基づいて差信号Sを各画素毎に求め、2次元加
算機19では、2次元イメージセンサ15からの信号と
2次元イメージセンサ17からの信号とに基づいて和信
号Wを各画素毎に求める。2次元減算器18で求められ
た差信号Sと2次元加算機19で求められた和信号W
は、制御装置20に供給される。
The two-dimensional image sensor is, for example, C
An image sensor such as a CD is used. The electric signals photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 15 and the two-dimensional image sensor 17 are supplied to the two-dimensional subtractor 18 and the two-dimensional adder 19. The two-dimensional subtractor 18 obtains the difference signal S for each pixel based on the signal from the two-dimensional image sensor 15 and the signal from the two-dimensional image sensor 17, and the two-dimensional adder 19 calculates the difference signal S for each pixel. The sum signal W is obtained for each pixel based on the signal from the two-dimensional image sensor 17 and the signal from the two-dimensional image sensor 17. The difference signal S obtained by the two-dimensional subtractor 18 and the sum signal W obtained by the two-dimensional adder 19
Are supplied to the control device 20.

【0060】制御装置20は、減算器18からの差信号
Sが最大(または最小)になるように、駆動制御部12
を介して、1/2波長板11を光軸回りに回転させる。
減算器18からの差信号Sが最大(または最小)になっ
たときの1/2波長板11の所定位置からの回転角度
(アナライザ角の半分の値に対応)は、駆動制御部12
によって検出され、制御装置20に供給される。
The controller 20 controls the drive controller 12 so that the difference signal S from the subtractor 18 becomes maximum (or minimum).
The half-wave plate 11 is rotated around the optical axis via.
The rotation angle (corresponding to half the value of the analyzer angle) of the half-wave plate 11 from the predetermined position when the difference signal S from the subtractor 18 becomes maximum (or minimum) is determined by the drive control unit 12
Is detected by and is supplied to the control device 20.

【0061】制御装置20は、すでに本発明の作用で説
明したように、差信号Sが最大(または最小)になった
ときの1/2波長板11の回転角度(すなわちアナライ
ザ角)に基づいて、段差を算出する。算出された段差デ
ータは、表示装置21に供給される。また、制御装置2
0は、選択装置22からの指示にしたがって差信号Sま
たは和信号Wに基づく画像データを段差の測定値ととも
に表示装置21に供給する。すなわち、制御装置20
は、選択装置22が差信号Sを選択した場合には微分干
渉像を供給し、選択装置22が和信号Wを選択した場合
には明視野像を供給する。
As already described in the operation of the present invention, the control device 20 is based on the rotation angle (that is, the analyzer angle) of the half-wave plate 11 when the difference signal S becomes maximum (or minimum). , Calculate the step. The calculated step data is supplied to the display device 21. Also, the control device 2
0 supplies the image data based on the difference signal S or the sum signal W to the display device 21 together with the measured value of the step according to the instruction from the selection device 22. That is, the control device 20
Supplies a differential interference image when the selection device 22 selects the difference signal S, and supplies a bright field image when the selection device 22 selects the sum signal W.

【0062】こうして、表示装置21には、段差の測定
値とともに選択装置22の切換に応じて微分干渉像また
は明視野像が表示される。この場合、微分干渉像または
明視野像には、差信号Sおよび和信号Wのプロファィル
が重ねて表示される。図2(a)および(b)は、差信
号Sおよび和信号Wの典型的なプロファイルを示す図で
ある。図2において、横軸は被検物体8上における2つ
の照明光の位置ズレの方向に沿った位置(原点は段差位
置)を示し、縦軸は各位置での信号強度を示している。
Thus, the display device 21 displays the differential interference image or the bright field image in accordance with the switching of the selection device 22 together with the measured value of the step. In this case, the profile of the difference signal S and the profile of the sum signal W are superimposed and displayed on the differential interference image or the bright field image. 2A and 2B are diagrams showing typical profiles of the difference signal S and the sum signal W. As shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the position along the direction of the positional deviation of the two illumination lights on the object 8 to be inspected (the origin is the step position), and the vertical axis represents the signal intensity at each position.

【0063】段差の具体的な算出手段では、図2(a)
の差信号Sが最大(または最小)になったときのアナラ
イザ角に基づいて、式(13)の右辺の値(またはその
逆数)を求める。一方、図2(b)の和信号Waの値に
基づいて式(16)から振幅反射率aを求める。また、
図2(b)の和信号Wbの値に基づいて式(16)に対
応する式から振幅反射率bを求める。
A concrete step of calculating the step is shown in FIG.
The value on the right-hand side of equation (13) (or its reciprocal) is determined based on the analyzer angle when the difference signal S of (1) becomes maximum (or minimum). On the other hand, the amplitude reflectance a is obtained from the equation (16) based on the value of the sum signal W a in FIG. Also,
The amplitude reflectance b is obtained from the equation corresponding to the equation (16) based on the value of the sum signal W b in FIG.

【0064】振幅反射率aおよび振幅反射率bを求める
のに際して、反射率が既知の物体を用いてキャリブレー
ションを行い、式(16)の装置定数を求めることはす
でに本発明の作用で説明した通りである。また、段差の
像が22つの2次元イメージセンサのある画素にあると
き、和信号Wa及びWbはその画素の前後または左右の画
素の出力を用いる。尚、その時に選択される前後または
左右の画素は、2次元イメージセンサの解像度や被検物
体等によって適当な画素が選択される。
In obtaining the amplitude reflectance a and the amplitude reflectance b, it is already explained in the operation of the present invention that calibration is performed using an object whose reflectance is known and the device constant of the equation (16) is obtained. On the street. Further, when the image of the step is at a certain pixel of the two two-dimensional image sensors, the sum signals W a and W b use the outputs of the pixels before and after or at the left and right of the pixel. It should be noted that the front, rear, left and right pixels selected at that time are appropriately selected depending on the resolution of the two-dimensional image sensor, the object to be inspected and the like.

【0065】こうして、式(13)の右辺の値(または
その逆数)と振幅反射率aおよび振幅反射率bに基づい
て位相差Ψを求め、求めた位相差Ψを式(17)に代入
して段差Δhを算出することができる。このように、本
実施例では、差信号Sが定性的に最大または最小となる
ときのアナライザ角を測定することにより、すなわち差
信号Sの値を定量的に測定することなく、位相差Ψを含
む量を求める。次いで、段差の両側の振幅反射率aおよ
び振幅反射率bと位相差Ψを含む量とに基づいて位相差
Ψを算出する。そして、算出した位相差Ψに基づいて、
段差Δhを算出することができる。したがって、本実施
例では、段差の両側で光反射率が変化していても、任意
の段差を高精度に測定することができる。
Thus, the phase difference Ψ is obtained based on the value on the right side of the equation (13) (or its reciprocal) and the amplitude reflectance a and the amplitude reflectance b, and the obtained phase difference Ψ is substituted into the equation (17). Therefore, the step Δh can be calculated. As described above, in this embodiment, the phase difference Ψ is determined by measuring the analyzer angle when the difference signal S qualitatively becomes maximum or minimum, that is, without quantitatively measuring the value of the difference signal S. Find the amount included. Next, the phase difference Ψ is calculated based on the amplitude reflectance a and the amplitude reflectance b on both sides of the step and the amount including the phase difference Ψ. Then, based on the calculated phase difference Ψ,
The step Δh can be calculated. Therefore, in this embodiment, even if the light reflectance changes on both sides of the step, it is possible to measure any step with high accuracy.

【0066】上述の実施例では、鏡面を観察したときに
直線偏光の照明光が1/4波長板10に入射するように
構成している。しかしながら、1/4波長板10の直前
において照明光がすでに円偏光となるように、ノマルス
キープリズム6の光軸に対する挿入位置などを規定して
光学系を調整すれば、1/4波長板10を省略すること
ができる。
In the above embodiment, the linearly polarized illumination light enters the quarter-wave plate 10 when the mirror surface is observed. However, if the optical system is adjusted by defining the insertion position of the Nomarski prism 6 with respect to the optical axis so that the illumination light is already circularly polarized immediately before the quarter-wave plate 10, the quarter-wave plate 10 is obtained. It can be omitted.

【0067】また、上述の実施例では、光軸を中心とし
て回転可能な1/2波長板11の作用によって、固定さ
れた偏光ビームスプリッタのアナライザ角を変化させて
いる。しかしながら、1/2波長板11に限定されるこ
となく、偏光回転作用のある旋光子として、たとえば磁
気光学効果を用いたファラデーローテーターや電気光学
効果を応用した旋光子を用いることもできる。なお、電
気光学効果応用した旋光子では、印加電圧に応じて偏光
回転角を検知することもできる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the analyzer angle of the fixed polarization beam splitter is changed by the action of the half-wave plate 11 rotatable about the optical axis. However, without being limited to the half-wave plate 11, a Faraday rotator using a magneto-optical effect or an optical rotator applying an electro-optical effect can be used as an optical rotator having a polarization rotation action. In the optical rotator applied with the electro-optic effect, the polarization rotation angle can be detected according to the applied voltage.

【0068】さらに、偏光ビームスプリッタ13と2次
元イメージセンサ15および17が一体的に回転可能で
あれば、1/2波長板11のような偏光回転が可変の旋
光子を省略することができることはいうまでもない。図
3は、本発明の第2実施例にかかる段差測定装置の構成
を概略的に示す図である。尚、光源及び照明光学系等は
第1実施例と同様なものを用いた。
Furthermore, if the polarization beam splitter 13 and the two-dimensional image sensors 15 and 17 can be integrally rotated, it is possible to omit an optical rotator whose polarization rotation is variable like the half-wave plate 11. Needless to say. FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a step measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same light source and illumination optical system as those used in the first embodiment were used.

【0069】光源23はタングステンランプであって射
出した光は、コリメートレンズ24を透過して平行光と
なり、干渉フィルター25を透過して波長が選択され
る。本実施例では、波長は550nmに選択された。干
渉フィルター25を透過した光は偏光板26で直線偏光
になりハーフミラー27に入射する。この時の偏光方向
は紙面に対して平行である。
The light source 23 is a tungsten lamp, and the emitted light passes through the collimator lens 24 to become parallel light, and passes through the interference filter 25 to select the wavelength. In this example, the wavelength was chosen to be 550 nm. The light transmitted through the interference filter 25 becomes linearly polarized light at the polarizing plate 26 and enters the half mirror 27. The polarization direction at this time is parallel to the paper surface.

【0070】ハーフミラー27で図中下方に反射された
光はノマルスキープリズム28に入射する。ノマルスキ
ープリズム28は、入射光の偏光方向に対して45゜で
交差する光学軸を有し、入射光を偏光成分によって2つ
の光に分割するための複屈折プリズムである。ノマルス
キープリズム28を介して2つに分割された光は、対物
レンズ29を介して集光され、ステージ31上に載置さ
れた被検物体30上に2つの照明光を形成する。
The light reflected downward in the figure by the half mirror 27 enters the Nomarski prism 28. The Nomarski prism 28 is a birefringent prism that has an optical axis that intersects the polarization direction of the incident light at 45 ° and divides the incident light into two lights by a polarization component. The light split into two via the Nomarski prism 28 is condensed via an objective lens 29 to form two illumination lights on an object 30 to be inspected mounted on a stage 31.

【0071】このように、ノマルスキープリズム28の
作用によって、被検物体30上には2つの照明光が、そ
れぞれの中心の間隔を僅かに隔てて形成される。2つの
照明光に対する被検物体30からの2つの反射光は再び
対物レンズ29を通過した後、ノマルスキープリズム2
8を介して合成される。ここで、ノマルスキープリズム
28は、2つの照明光に対して往復でπの整数倍の位相
差を加えるように、光軸に対する挿入位置が規定されて
いる。したがって、被検物体30が平坦で反射率変化の
ない表面、すなわち鏡面である場合、ノマルスキープリ
ズム28を介した2つの反射光の位相差はπの整数倍に
なる。換言すれば、2つの照明光に対する被検物体30
からの2つの反射光は、ノマルスキープリズム28を介
して図1の紙面に平行または垂直な偏光を有する直線偏
光に合成される。
As described above, due to the action of the Nomarski prism 28, the two illumination lights are formed on the object 30 to be inspected with a slight distance between the centers of the two illumination lights. The two reflected lights from the object 30 to be inspected for the two illumination lights pass through the objective lens 29 again, and then the Nomarski prism 2
It is synthesized through 8. Here, the Nomarski prism 28 has an insertion position defined with respect to the optical axis so as to add a phase difference of an integral multiple of π to and from the two illumination lights. Therefore, when the object 30 to be inspected is a flat surface with no change in reflectance, that is, a mirror surface, the phase difference between the two reflected lights that have passed through the Nomarski prism 28 is an integral multiple of π. In other words, the object 30 to be inspected for two illumination lights
The two reflected lights from the above are combined through a Nomarski prism 28 into linearly polarized light having polarized light parallel or perpendicular to the paper surface of FIG.

【0072】ノマルスキープリズム28を介した合成光
は、ハーフミラー27に入射する。ハーフミラー27を
透過した合成光は1/4波長板32に入射する。1/4
波長板32は、被検物体30が鏡面である場合に1/4
波長板32に入射する合成直線偏光の直線偏光方向に対
して方位角π/4で位置決めされている。したがって被
検物体30が鏡面である場合、1/4波長板32を介し
た合成光は、円偏光となってアナライザ33に入射す
る。アナライザ33は、光軸を中心に回転可能な偏光板
と、モータドライバ34から出力されるアナライザ角の
信号に基づいて偏光板を回転させるモータと、から構成
されている。モータドライバ34は、アナライザ33の
アナライザ角を電気信号として像形成装置35に供給す
る。
The combined light that has passed through the Nomarski prism 28 enters the half mirror 27. The combined light transmitted through the half mirror 27 enters the quarter wave plate 32. 1/4
The wave plate 32 is 1/4 when the object 30 to be inspected is a mirror surface.
It is positioned at an azimuth angle of π / 4 with respect to the linear polarization direction of the combined linearly polarized light that enters the wave plate 32. Therefore, when the object 30 to be inspected is a mirror surface, the combined light that has passed through the quarter-wave plate 32 becomes circularly polarized light and enters the analyzer 33. The analyzer 33 is composed of a polarizing plate that is rotatable about the optical axis and a motor that rotates the polarizing plate based on the analyzer angle signal output from the motor driver 34. The motor driver 34 supplies the analyzer angle of the analyzer 33 as an electric signal to the image forming apparatus 35.

【0073】アナライザ33を透過した光は、レンズ3
6で2次元イメージセンサ37に結像し、光電変換され
る。2次元イメージセンサ37で光電変換された信号
は、像形成装置35に供給される。像形成装置35は、
モータドライバ34からのアナライザ角の信号をもと
に、所定のアナライザ角例えばφ1の時に2次元イメー
ジセンサ37で光電変換された電気信号を取り込み、画
像蓄積装置38に蓄積する。次いでアナライザ角がφ1
+π/2(または−π/2)となったときに再び2次元
イメージセンサ37で光電変換された電気信号を取り込
み、画素毎に画像蓄積装置38に蓄積されたアナライザ
角がφ1の時の画像との差信号Sおよび和信号Wを計算
する。像形成装置35は、この電気信号のとりこみと計
算をあらゆるφ1に対して繰り返して行う。
The light transmitted through the analyzer 33 is reflected by the lens 3
At 6, an image is formed on the two-dimensional image sensor 37 and photoelectrically converted. The signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 is supplied to the image forming apparatus 35. The image forming device 35
Based on the analyzer angle signal from the motor driver 34, the electrical signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 at a predetermined analyzer angle, for example, φ1, is fetched and stored in the image storage device 38. Then the analyzer angle is φ1
When + π / 2 (or −π / 2) is reached, the electric signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 is captured again, and the image when the analyzer angle stored in the image storage device 38 for each pixel is φ1 The difference signal S and the sum signal W from and are calculated. The image forming apparatus 35 repeats the capturing and calculation of this electric signal for every φ1.

【0074】像形成装置35は、すでに本発明の作用で
説明したように、差信号Sが最大(または最小)になっ
たときのアナライザ33のアナライザ角に基づいて、段
差を算出する。算出された段差データは、表示装置40
に供給される。尚、アナライザ33の偏光板を常に回転
させておき、像形成装置35は差信号Sが最大または最
小の時のアナライザ角φ1を測定して記憶し、そのアナ
ライザ角φ1及びφ1+π/2(または−π/2)の時
に2次元イメージセンサから出力される電気信号のみを
取り込んで記憶し、その電気信号から前述の差信号Sお
よび和信号Wを計算するようにしてもよい。
The image forming device 35 calculates the step difference based on the analyzer angle of the analyzer 33 when the difference signal S reaches the maximum (or minimum), as already described in the operation of the present invention. The calculated step data is displayed on the display device 40.
Supplied to Note that the polarizing plate of the analyzer 33 is always rotated, and the image forming apparatus 35 measures and stores the analyzer angle φ1 when the difference signal S is maximum or minimum, and the analyzer angles φ1 and φ1 + π / 2 (or −). At the time of π / 2), only the electric signal output from the two-dimensional image sensor may be fetched and stored, and the difference signal S and the sum signal W may be calculated from the electric signal.

【0075】さらに像形成装置35は、選択装置39か
らの指示にしたがって差信号Sまたは和信号Wに基づく
画像データを段差の測定値とともに表示装置40に供給
する。すなわち、像形成装置35は、選択装置39が差
信号Sを選択した場合には微分干渉像を供給し、選択装
置39が和信号Wを選択した場合には明視野像を供給す
る。
Further, the image forming device 35 supplies the image data based on the difference signal S or the sum signal W to the display device 40 together with the measured value of the step according to the instruction from the selection device 39. That is, the image forming device 35 supplies the differential interference image when the selecting device 39 selects the difference signal S, and supplies the bright field image when the selecting device 39 selects the sum signal W.

【0076】こうして、表示装置40には、段差の測定
値とともに選択装置39の切換に応じて微分干渉像また
は明視野像が表示される。この場合、微分干渉像または
明視野像には、差信号Sおよび和信号Wのプロファィル
が重ねて表示される。以下、上述した本発明にかかる第
1実施例と同様にして、段差Δhを算出することができ
る。図4は、本発明の第3実施例にかかる段差測定装置
の構成を概略的に示す図である。本実施例に示した段差
測定装置の構成は、大部分が図3に示した第2実施例の
段差測定装置と同じである。したがって、第2実施例と
同一の構成要素については同じ符号を付して説明を省略
し、ここでは第2実施例と異なる点についてみ述べる。
In this way, the differential interference image or the bright field image is displayed on the display device 40 along with the measured value of the step according to the switching of the selection device 39. In this case, the profile of the difference signal S and the profile of the sum signal W are superimposed and displayed on the differential interference image or the bright field image. Hereinafter, the step Δh can be calculated in the same manner as in the above-described first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of a step measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. The structure of the step measuring device shown in this embodiment is almost the same as that of the step measuring device of the second embodiment shown in FIG. Therefore, the same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Here, only the points different from the second embodiment will be described.

【0077】本実施例では、アナライザとして、第2実
施例におけるモーターによって回転する偏光板の代わり
に液晶偏光装置41を用いている。液晶偏光装置41
は、ドライブ装置42から印可される電圧を任意に変化
させることによって、偏光方向を任意に変えることが可
能な偏光板、すなわち、アナライザ角が任意に設定可能
なアナライザとして働く。ドライブ装置42はアナライ
ザ角を電気信号として像形成装置35に供給する。
In this embodiment, a liquid crystal polarization device 41 is used as the analyzer in place of the polarizing plate rotated by the motor in the second embodiment. Liquid crystal polarizing device 41
Operates as a polarizing plate whose polarization direction can be arbitrarily changed by arbitrarily changing the voltage applied from the drive device 42, that is, an analyzer whose analyzer angle can be arbitrarily set. The drive device 42 supplies the analyzer angle as an electric signal to the image forming device 35.

【0078】液晶偏光装置41を透過した光は、レンズ
36で2次元イメージセンサ37に結像し、光電変換さ
れる。2次元イメージセンサ37で光電変換された信号
は、像形成装置35に供給される。像形成装置35は、
ドライブ装置42からのアナライザ角の信号をもとに、
所定のアナライザ角例えばφ1の時に2次元イメージセ
ンサ37で光電変換された電気信号を取り込み、画像蓄
積装置38に蓄積する。次いでアナライザ角がφ1+π
/2(または−π/2)となったときに再び2次元イメ
ージセンサ37で光電変換された電気信号を取り込み、
画素毎に画像蓄積装置38に蓄積されたアナライザ角が
φ1の時の画像との差信号Sおよび和信号Wを計算す
る。像形成装置35は、この電気信号の取り込みと計算
をあらゆるφ1に対して繰り返して行う。
The light transmitted through the liquid crystal polarization device 41 forms an image on the two-dimensional image sensor 37 by the lens 36 and is photoelectrically converted. The signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 is supplied to the image forming apparatus 35. The image forming device 35
Based on the analyzer angle signal from the drive device 42,
The electrical signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 is taken in at a predetermined analyzer angle, for example, φ1, and is stored in the image storage device 38. Next, the analyzer angle is φ1 + π
When it becomes / 2 (or -π / 2), the electric signal photoelectrically converted by the two-dimensional image sensor 37 is taken in again,
The difference signal S and the sum signal W from the image when the analyzer angle stored in the image storage device 38 is φ1 are calculated for each pixel. The image forming device 35 repeatedly captures and calculates this electric signal for every φ1.

【0079】以下上述した本発明にかかる第2実施例と
同様にして、段差Δhを算出することができる。尚、上
述の各実施例ではアナライザ角や1/4波長板の方位角
等の表示は代表的なもののみを示したが、これらの角度
は角度の持つ周期性から等価な角度となる全ての角度を
含んでいることは言うまでもない。
The step Δh can be calculated in the same manner as in the second embodiment of the present invention described above. Incidentally, in each of the above-mentioned embodiments, the display of the analyzer angle, the azimuth angle of the quarter-wave plate, etc. is shown only as a representative one, but all these angles are equivalent because of the periodicity of the angle. It goes without saying that the angle is included.

【0080】[0080]

【効果】以上説明したように、本発明によれば、差信号
Sが最大または最小となるときのアナライザ角と段差の
両側の振幅反射率とに基づいて段差による位相差を算出
し、算出した段差による位相差に基づいて段差を求め
る。したがって、本発明によれば、段差の両側で光反射
率が変化していても、任意の段差を高精度に測定するこ
とのできる段差測定装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the phase difference due to the step is calculated based on the analyzer angle when the difference signal S is maximum or minimum and the amplitude reflectance on both sides of the step. The step is obtained based on the phase difference due to the step. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a step measuring device that can measure an arbitrary step with high accuracy even if the light reflectance changes on both sides of the step.

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

【図1】本発明の第1実施例にかかる段差測定装置の構
成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a step measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】差信号Sおよび和信号Wの典型的なプロファィ
ルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a typical profile of a difference signal S and a sum signal W.

【図3】本発明の第2実施例にかかる段差測定装置の構
成を概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a step measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例にかかる段差測定装置の構
成を概略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a step measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、23・・・光源 7、29・・・対物レンズ 6、28・・・ノマルスキープリズム 8、30・・・被検物体 10、32・・・1/4波長板 11・・・1/2波長板 13・・・偏光ビームスプリッタ 15、17、37・・・2次元イメージセンサ 20、35・・・像形成装置 41・・・液晶偏光装置 21、40・・・表示装置 1, 23 ... Light source 7, 29 ... Objective lens 6, 28 ... Nomarski prism 8, 30 ... Inspected object 10, 32 ... 1/4 wavelength plate 11 ... 1/2 Wave plate 13 ... Polarizing beam splitter 15, 17, 37 ... Two-dimensional image sensor 20, 35 ... Image forming device 41 ... Liquid crystal polarizing device 21, 40 ... Display device

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、該光源からの光を被検物体上に
照明するための照明光学系と、被検物体の像を所定の像
面に結像するための対物レンズと、前記対物レンズと前
記光源との間に配設され前記光源からの光をその偏光成
分によって2つの光に分割し、前記被検物体で反射され
た前記2つの光を合成するための複屈折プリズムと、前
記合成された2つの光を特定の偏光成分に選択するため
の検光子と、前記像面に配設され前記検光子を通過した
光を受光する2次元イメージセンサと、前記2次元イメ
ージセンサから出力される信号に基づいて前記被検物体
の段差を定量的に測定するための測定手段とを備えた段
差測定装置であって、 前記段差測定装置は、前記被検物体が鏡面であるときに
前記検光子に達する反射光が円偏光になるように構成さ
れ、 前記検光子は、アナライザ角が可変の偏光ビームスプリ
ッタを有し、 前記2次元イメージセンサは前記偏光ビームスプリッタ
を透過した光を検出するための第1の2次元イメージセ
ンサと、前記偏光ビームスプリッタで反射した光を検出
するための第2の2次元イメージセンサとを有し、 前記測定手段は、前記段差に対する前記第1の2次元イ
メージセンサの出力と前記第2の2次元イメージセンサ
の出力との差が最大または最小になるときの前記偏光ビ
ームスプリッタのアナライザ角に基づいて前記段差を測
定することを特徴とする段差測定装置。
1. A light source, an illumination optical system for illuminating light from the light source onto an object to be inspected, an objective lens for forming an image of the object to be inspected on a predetermined image plane, and the objective. A birefringent prism that is arranged between the lens and the light source, divides the light from the light source into two lights by its polarization component, and combines the two lights reflected by the object to be inspected; From the two-dimensional image sensor, an analyzer for selecting the combined two lights as specific polarization components, a two-dimensional image sensor disposed on the image plane for receiving light passing through the analyzer, A step measuring device having a measuring means for quantitatively measuring the step of the object to be inspected based on the output signal, wherein the step measuring device is provided when the object to be inspected is a mirror surface. It is designed so that the reflected light reaching the analyzer is circularly polarized. The analyzer has a polarization beam splitter with a variable analyzer angle, the two-dimensional image sensor includes a first two-dimensional image sensor for detecting light transmitted through the polarization beam splitter, and the polarization beam splitter. A second two-dimensional image sensor for detecting light reflected by the splitter, wherein the measuring means outputs the output of the first two-dimensional image sensor with respect to the step and the second two-dimensional image sensor. A step measuring device, characterized in that the step is measured based on an analyzer angle of the polarization beam splitter when the difference from the output becomes maximum or minimum.
【請求項2】 前記測定手段は、 前記被検物体の段差の一方の領域に対する前記第1の2
次元イメージセンサの出力と前記第2の2次元イメージ
センサの出力との和に基づいて、前記一方の領域におけ
る前記被検物体の第1振幅反射率を求め、 前記被検物体の段差の他方の領域に対する前記第1の2
次元イメージセンサの出力と前記第2の2次元イメージ
センサの出力との和に基づいて、前記他方の領域におけ
る前記被検物体の第2振幅反射率を求め、 前記アナライザ角、前記第1振幅反射率及び前記第2振
幅反射率とに基づいて前記段差が前記2つの照明光に付
与する位相差を算出し、該算出された位相差に基づいて
前記段差を測定することを特徴とする請求項1に記載の
段差測定装置。
2. The measuring means includes the first measuring device for one area of a step of the object to be measured.
A first amplitude reflectance of the object to be measured in the one area based on a sum of the output of the two-dimensional image sensor and the output of the second two-dimensional image sensor, The first two for the region
A second amplitude reflectance of the object to be measured in the other area based on the sum of the output of the two-dimensional image sensor and the output of the second two-dimensional image sensor, and the analyzer angle, the first amplitude reflection The phase difference that the step imparts to the two illumination lights is calculated based on the rate and the second amplitude reflectance, and the step is measured based on the calculated phase difference. The level difference measuring device according to 1.
【請求項3】 前記検光子は、光軸に対して固定された
偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタの入
射側に配置され且つ偏光回転角が可変の旋光子とを有す
ることを特徴とする請求項1または2に記載の段差測定
装置。
3. The analyzer has a polarization beam splitter fixed with respect to the optical axis, and an optical rotator arranged on the incident side of the polarization beam splitter and having a variable polarization rotation angle. The step measuring device according to claim 1.
【請求項4】 前記偏光回転角が可変の旋光子は、光軸
に対して回転可能な1/2波長板であることを特徴とす
る請求項3に記載の段差測定装置。
4. The step measuring device according to claim 3, wherein the polarization rotator having a variable polarization rotation angle is a ½ wavelength plate rotatable with respect to an optical axis.
【請求項5】 前記検光子は、光軸を中心として回転可
能な偏光ビームスプリッタを有し、 前記第1の2次元イメージセンサおよび第2の2次元イ
メージセンサは、前記偏光ビームスプリッタと一体的に
回転するように構成されていることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の段差測定装置。
5. The analyzer has a polarization beam splitter rotatable about an optical axis, and the first two-dimensional image sensor and the second two-dimensional image sensor are integrated with the polarization beam splitter. The step measuring device according to claim 1 or 2, wherein the step measuring device is configured to rotate.
【請求項6】 前記光源は、該光源から出射する光を特
定の波長の光に選択するための波長選択手段を有するこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載の
段差測定装置。
6. The light source according to claim 1, wherein the light source has a wavelength selection unit for selecting light emitted from the light source as light having a specific wavelength. Step measuring device.
【請求項7】 前記光源は該光源から出射する光を所定
の偏光方向を有する直線偏光の光に選択する偏光選択手
段を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5
または6に記載の段差測定装置。
7. The light source has polarization selecting means for selecting light emitted from the light source as linearly polarized light having a predetermined polarization direction.
Or the step measuring device described in 6.
【請求項8】 前記複屈折プリズムは、前記被検物体が
鏡面であるときに、分割した2つの光に対して往復でπ
の整数倍の位相差を付与するように位置決めされ、か
つ、前記被検物体で反射した前記2つの光を合成して直
線偏光を生成し、 前記検光子の入射側には、前記複屈折プリズムを介して
合成された直線偏光を円偏光に変換するための1/4波
長板が設けられていることを特徴とする請求項7に記載
の段差測定装置。
8. The birefringent prism reciprocates π with respect to two split light beams when the object to be measured is a mirror surface.
Is positioned so as to provide a phase difference of an integer multiple of, and linearly polarized light is generated by combining the two lights reflected by the object to be inspected, and the birefringent prism is provided on the incident side of the analyzer. 8. The level difference measuring device according to claim 7, further comprising a quarter-wave plate for converting the linearly polarized light combined through the light into circularly polarized light.
【請求項9】 前記被検物体が鏡面であるときに前記検
光子に達する前記合成された2つの光が円偏光となるよ
うに、前記複屈折プリズムの光軸に対する挿入位置が規
定されていることを特徴とする請求項7に記載の段差測
定装置。
9. The insertion position of the birefringent prism with respect to the optical axis is defined such that the combined two lights reaching the analyzer are circularly polarized when the object to be inspected is a mirror surface. The step measuring device according to claim 7, wherein
【請求項10】 光源と、該光源からの光を被検物体上
に照明するための照明光学系と、被検物体の像を所定の
像面に結像するための対物レンズと、前記対物レンズと
前記光源との間に配設され前記光源からの光をその偏光
成分によって2つの光に分割し、前記被検物体で反射さ
れた前記2つの光を合成するための複屈折プリズムと、
前記合成された2つの光を特定の偏光成分に選択するた
めの検光子と、前記像面に配設され前記検光子を通過し
た光を受光する2次元イメージセンサと、前記2次元イ
メージセンサから出力される信号に基づいて前記被検物
体の段差を定量的に測定するための測定手段とを備えた
段差測定装置であって、 前記段差測定装置は、前記被検物体が鏡面であるときに
前記検光子に達する反射光が円偏光になるように構成さ
れ、 前記検光子はアナライザ角が可変であり、 前記測定手段は、前記検光子のアナライザ角が2つの異
なる位置にある時の前記2次元イメージセンサの出力の
差が最大または最小になるときのアナライザ角に基づい
て前記段差を測定することを特徴とする段差測定装置。
10. A light source, an illumination optical system for illuminating light from the light source onto an object to be inspected, an objective lens for forming an image of the object to be inspected on a predetermined image plane, and the objective. A birefringent prism that is arranged between the lens and the light source, divides the light from the light source into two lights by its polarization component, and combines the two lights reflected by the object to be inspected;
From the two-dimensional image sensor, an analyzer for selecting the combined two lights as specific polarization components, a two-dimensional image sensor disposed on the image plane for receiving light passing through the analyzer, A step measuring device having a measuring means for quantitatively measuring the step of the object to be inspected based on the output signal, wherein the step measuring device is provided when the object to be inspected is a mirror surface. The reflected light reaching the analyzer is circularly polarized, and the analyzer has a variable analyzer angle, and the measuring unit is configured to detect the analyzer angle when the analyzer angle is at two different positions. A step measuring device, characterized in that the step is measured based on an analyzer angle when a difference between outputs of a two-dimensional image sensor becomes maximum or minimum.
【請求項11】 前記測定手段は、 前記検光子のアナライザ角が2つの異なる位置にある時
の前記被検物体の段差の一方の領域に対する前記2次元
イメージセンサの出力の和に基づいて、前記一方の領域
における前記被検物体の第1振幅反射率を求め、 前記検光子のアナライザ角が2つの異なる位置にある時
の前記被検物体の段差の他方の領域に対する前記2次元
イメージセンサの出力の和に基づいて、前記他方の領域
における前記被検物体の第2振幅反射率を求め、 前記アナライザ角と前記第1の振幅反射率と前記第2の
振幅反射率とに基づいて前記段差が前記2つの照明光に
付与する位相差を算出し、該算出された位相差に基づい
て前記段差を測定することを特徴とする請求項6に記載
の段差測定装置。
11. The measuring means, based on a sum of outputs of the two-dimensional image sensor with respect to one region of a step of the object to be inspected when the analyzer angle of the analyzer is at two different positions, The first amplitude reflectance of the object to be inspected in one area is obtained, and the output of the two-dimensional image sensor to the other area of the step of the object to be inspected when the analyzer angle of the analyzer is at two different positions. The second amplitude reflectance of the object to be measured in the other area is calculated based on the sum of, and the step is determined based on the analyzer angle, the first amplitude reflectance, and the second amplitude reflectance. The step difference measuring device according to claim 6, wherein a phase difference given to the two illumination lights is calculated, and the step difference is measured based on the calculated phase difference.
【請求項12】 前記検光子は光軸を中心に回転可能な
偏光板を有することを特徴とする請求項11に記載の段
差測定装置。
12. The step measuring device according to claim 11, wherein the analyzer has a polarizing plate rotatable about an optical axis.
【請求項13】 前記検光子は、液晶偏光装置を有する
ことを特徴とする請求項11に記載の段差測定装置。
13. The step measuring device according to claim 11, wherein the analyzer includes a liquid crystal polarization device.
【請求項14】 前記検光子のアナライザ角の2つの異
なる位置は、n、mをそれぞれ奇数としたときに、nπ
/4およびnπ/4+mπ/2であることを特徴とする
請求項10、11、12または13に記載の段差測定装
置。
14. Two different positions of the analyzer angle of the analyzer are nπ, where n and m are odd numbers.
14. The level difference measuring device according to claim 10, 11, 12 or 13, wherein / 4 and nπ / 4 + mπ / 2.
【請求項15】 前記光源は、該光源から出射する光を
特定の波長の光に選択するための波長選択手段を有する
ことを特徴とする請求項10、11、12、13または
14に記載の段差測定装置。
15. The light source according to claim 10, 11, 12, 13 or 14, wherein the light source has a wavelength selection unit for selecting light emitted from the light source as light having a specific wavelength. Step measuring device.
【請求項16】 前記光源は該光源から出射する光を所
定の偏光方向を有する直線偏光の光に選択する偏光選択
手段を有することを特徴とする請求項10、11、1
2、13、14または15に記載の段差測定装置。
16. The light source has a polarization selecting means for selecting light emitted from the light source as linearly polarized light having a predetermined polarization direction.
The step measuring device according to 2, 13, 14 or 15.
【請求項17】 前記複屈折プリズムは、前記被検物体
が鏡面であるときに、分割した2つの光に対して往復で
πの整数倍の位相差を付与するように位置決めされ、か
つ、前記被検物体で反射した前記2つの光を合成して直
線偏光を生成し、 前記検光子の入射側には、前記複屈折プリズムを介して
合成された直線偏光を円偏光に変換するための1/4波
長板が設けられていることを特徴とする請求項16に記
載の段差測定装置。
17. The birefringent prism is positioned so as to give a phase difference of an integral multiple of π to and from two split light beams when the object to be inspected is a mirror surface, and The two lights reflected by the object to be inspected are combined to generate linearly polarized light, and 1 is provided on the incident side of the analyzer for converting the linearly polarized light combined through the birefringent prism into circularly polarized light. The level difference measuring device according to claim 16, further comprising a / 4 wavelength plate.
【請求項18】 前記被検物体が鏡面であるときに前記
検光子に達する前記合成された2つの光が円偏光となる
ように、前記複屈折プリズムの光軸に対する挿入位置が
規定されていることを特徴とする請求項16に記載の段
差測定装置。
18. The insertion position of the birefringent prism with respect to the optical axis is defined such that the combined two lights reaching the analyzer are circularly polarized when the object to be inspected is a mirror surface. The step measuring device according to claim 16, wherein:
JP7301580A 1995-06-30 1995-11-20 Level difference measuring apparatus Pending JPH09145330A (en)

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JP7301580A JPH09145330A (en) 1995-11-20 1995-11-20 Level difference measuring apparatus
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