JPH10293010A - ２ビーム光走査を用いた寸法測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ走査式の寸法測定において、簡素な構
成でリアルタイム的にエッジ位置を検出して寸法を測定
する寸法測定装置を実現すること。 【解決手段】 音響光学素子から二つのピーク強度をも
つ２ビーム光を発生させて被測定物面上を走査する。反
射光を対称な二つの領域に分割して、個々の領域の反射
光強度を二分割受光器で検出し、二つの受光部からの出
力信号の間の差動強度を検出する。差動強度信号は正負
のピーク強度を有し、正負のピーク強度が発生する走査
位置を検出する。前記正負のピーク強度の間を走査した
２ビーム光の走査距離から寸法を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微小スポットに集光
したレーザ光を走査して寸法を測定するレーザ走査式の
寸法測定装置に関し、特に２ビーム光走査を用いた寸法
測定方法及び測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザ走査顕微鏡（以下にＬＳＭ
と記載）が精密部材の寸法測定や形状測定などに多く用
いられるようになった。ＬＳＭは微小なスポット径に集
光したレーザ光を被測定物面上で走査して被測定物から
の反射光、あるいは透過光を検出し、その光強度の変化
を解析して寸法や形状を測定する光学装置である。図５
にＬＳＭを用いた従来の寸法測定装置の構成例を示して
動作を説明する。本例は１次元の寸法測定例で、１次元
走査の場合で示す。レーザ光源５０はＨｅ−Ｎｅレー
ザ、半導体レーザなどで、レーザ光５００を放射する。
走査光学系５１はレーザ光５００を走査する光学系で、
ビームスプリッター５２（以下ＢＳ５２と記載）、音響
光学素子５３（以下ＡＯＤ５３と記載）、対物レンズ５
１２、集光レンズ５１４、及び図示していないが、各種
のレンズ、ミラーなどの光学素子から構成される。

【０００３】ＢＳ５２を透過したレーザ光５００は、音
響光学素子ドライバー５３０で駆動されるＡＯＤ５３に
入射する。ＡＯＤ５３はレーザ光と超音波の相互作用に
よりレーザ光を回折させて走査を行わせる素子で、ＬＳ
Ｍでは多く用いられている。ＡＯＤ５３を用いたレーザ
光走査については、本願発明者による特許公報平４−５
６２４１号公報の”微小寸法測定装置”に詳細に述べら
れている。音響光学素子ドライバー５３０は、単一周波
数成分の信号を発する駆動信号源５３５からの信号を入
力とし、その信号の周波数ｆａを連続的に変化させてＡ
ＯＤ５３の回折角度を変化させることで走査を行う。こ
のとき回折されるレーザ光の強度分布は入射レーザ光の
強度分布と同じで、ガウス分布である。すなわち、単一
の周波数成分の信号で駆動されたときは、単一の光ビー
ムが回折される。回折されたレーザ光５０５は対物レン
ズ５１２で微小なスポット径に集光され、寸法が測定さ
れる被測定物５４に照射され、その面上を走査する。

【０００４】被測定物５４で反射されたレーザ光は元の
光路を逆進してＡＯＤ５３を再透過し、レーザ光５００
と同じ光路を逆にたどり、ＢＳ５２で反射されて集光レ
ンズ５１４で集光される。集光された反射光は単一の受
光面を持つ受光器５５で受光される。受光器５５は反射
光を光電変換して光強度に比例した直流の反射光信号５
５０を発生する。この反射光強度の検出は走査に同期
し、被測定物５４の面上の各走査位置毎に行う。受光器
５５の受光素子面にはスリットなどを取り付けておき、
スリットの隙間を通して反射光強度分布の中央部を含む
一部の範囲の強度を検出する。この検出は共焦点検出と
呼ばれ、回折限界を超えた分解能が得られるという特徴
がある。そのため、反射光の全体を検出する非共焦点検
出に比べて寸法測定の分解能を高めることができ、多く
のＬＳＭで採用されている。

【０００５】反射光強度信号検出部５６は、被測定物５
４の面上の各走査位置で検出された反射光信号５５０を
メモリー回路に記憶し、走査の一周期についての反射光
強度信号５６０を作成する。この反射光強度信号５６０
は被測定物５４の反射率などに応じて強度が変化する。
差分強度信号検出部５７は反射光強度信号５６０の差分
強度信号５７０を作成する。この差分強度信号５７０は
走査の前後の反射光強度の差強度で、反射光強度信号５
６０が微分された信号に相当し、反射光強度に大きな変
化が発生する位置でピークが発生する。差分ピーク強度
位置検出部５８は差分強度信号５７０の正負のピークが
発生する位置を検出する。このピーク強度位置は被測定
物５４のエッジ位置に対応し、正負のピーク強度間をレ
ーザ光が走査した距離が寸法に対応する。

【０００６】図６にレーザ光を走査して得られる反射光
強度信号と差分強度信号の例を示してエッジ位置検出法
を説明する。図６（ａ）は被測定物５４の面上でのレー
ザ光６０の走査である。レーザ光６０は単一のピーク強
度をもち、ガウス型の強度分布である。被測定物５４は
基材部６１とパターン部６２からなり、二つのエッジ６
２２と６２４を有し、二つのエッジ間の距離がパターン
部６２の寸法である。この寸法測定では、レーザ光６０
を位置６００から位置６０２まで走査し、その二つの位
置の間を走査して得られた反射光強度信号を演算処理し
た差分強度信号からエッジ位置６２２と６２４を検出す
る。

【０００７】図６（ｂ）の曲線６３はレーザ光６０を走
査したときに得られる反射光強度信号である。基材部６
１の反射率がパターン部６２の反射率よりも小さい場合
は図のような凸形状の強度変化で、領域６３０、６３２
で反射光強度が大きく変化する。この領域はパターン部
６２のエッジ６２２、６２４付近に相当する。なお、反
射光強度信号６３からエッジを検出する方法として、従
来から半値幅検出法が知られている。これは、反射光強
度の最大、最小強度の中間である５０％強度レベルとな
る位置をエッジとする方法であるが、強度レベルの変動
などで正確なエッジ位置が検出できないという問題点が
ある。

【０００８】図６（ｃ）の曲線６４は反射光強度信号６
３が微分されたものに相当する差分強度信号で、二つの
正負のピーク強度６４０と６４２をもつ。ここで、ピー
ク強度が発生するときの走査位置６４４と６４６を検出
する。この位置はＡＯＤ５３を駆動する音響光学素子走
査ドライバー５３０の制御信号で与えられる。これらの
ピーク強度位置はパターン部６２のエッジ６２２と６２
４に対応し、ピーク強度位置６４４と６４６の間を走査
したレーザ光６０の走査距離から寸法を測定する。な
お、差分強度信号６４のピーク強度は、レーザ光６０の
中心のピーク強度部がエッジ位置に走査されたときに得
られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】寸法測定では被測定物
のエッジを正確に検出する必要がある。そのためには、
前述したように、反射光強度信号を差分（微分）して、
差分信号のピーク強度位置を検出する必要がある。ＡＯ
Ｄはレーザ光の走査速度が速い（ＫＨｚ以上）という特
徴があり、レーザ光を被測定物面上で走査して反射光強
度を検出するのはリアルタイム的に実行できる。しか
し、差分を行うということで各種の演算処理を要し、差
分演算というプロセスが測定時間、測定装置の規模を決
める要因となる。反射光強度信号から差分信号を作成す
るのに、回路的に行う方法と数値演算で行う二つの方法
がある。

【００１０】回路的に行う場合は動作速度は速いが、シ
フトレジスター回路などを多く用いるためハードエウア
ーが複雑になるという問題点がある。数値的に行う場合
はハードウエアーは単純になってもソフトウエアーが複
雑になり、演算時間が増大するという問題点がある。こ
れらの問題点は、検出した反射光強度信号から直接にエ
ッジが検出されないために生じる。

【００１１】以上の課題を解決するため、本発明は複雑
な差分処理を行うことなく、反射光強度信号の簡素な処
理により、リアルタイムでエッジが検出でき、装置の構
成が簡単な寸法測定装置を実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明における２ビーム光走査を用いた寸法測定方
法は、レーザ光源から放射されたレーザ光をビームスプ
リッターを透過させて音響光学素子に入射し、該音響光
学素子により入射レーザ光の強度分布を変換して二つの
ピーク強度を有する２ビーム光を発生させ、該２ビーム
光を対物レンズで微小スポットに集光して寸法が測定さ
れる被測定物面上に照射すると共に該２ビーム光を前記
音響光学素子で走査し、前記被測定物からの反射光を前
記ビームスプリッターで反射させ、該反射光の強度分布
の中央部を中心にして対称な二つの領域に分割し、その
各々の領域の反射光の強度分布の中央部付近の強度を二
分割受光器で検出し、差動強度検出部で前記二分割受光
器からの出力信号の差動強度を各走査位置毎に検出し、
差動強度信号記憶部で前記差動強度検出部からの信号を
記憶して走査の一周期毎に正負のピーク強度を有する差
動強度信号を作成し、ピーク強度位置検出部で前記差動
強度信号の正負のピーク強度位置を検出し、該正負のピ
ーク強度位置間を走査した前記２ビーム光の走査距離か
ら前記被測定物の寸法を測定することを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明における２ビーム光走査を
用いた寸法測定装置は、レーザ光を放射するレーザ光源
と、該レーザ光を入射し該レーザ光の強度分布を変換し
て二つのピーク強度を有する２ビーム光を発生し被測定
物面上を走査する音響光学素子と、該２ビーム光を微小
スポットに集光して寸法を測定する被測定物面上に照射
する対物レンズと、前記被測定物からの反射光を反射す
るように構成され前記レーザ光源と前記音響光学素子と
の間に設けるビームスプリッターと、該ビームスプリッ
ターからの反射光を該反射光の強度分布の中央部を中心
にして対称な二つの領域に分割しその各々の領域の反射
光の強度分布の中央部付近の強度を検出する二分割受光
器と、前記二分割受光器からの出力信号の差動強度を各
走査位置毎に検出する差動強度検出部と、前記差動強度
検出部からの信号を記憶して走査の一周期毎に正負のピ
ーク強度を有する差動強度信号を作成する差動強度信号
記憶部と、前記差動強度信号の正負のピーク強度位置を
検出するピーク強度位置検出部とを備え、該正負のピー
ク強度位置間を走査した前記２ビーム光の走査距離から
前記被測定物の寸法を測定するように構成されているこ
とを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は走査の各位置毎に検出さ
れる反射光信号の段階で一種の差分処理を行い、差分強
度信号と等価な信号を作成してそのピーク強度位置を検
出する構成である。そのため、複雑な差分処理回路、数
値演算処理などが不要で、リアルタイムでエッジが検出
できる。その実現のために、単一ピーク強度のレーザ光
の強度分布を変換し、二つのピーク強度を有する光分布
のレーザ光（以下に２ビーム光と記載）を用いる。２ビ
ーム光を採用することで、差分強度信号のピーク強度を
明確にし、寸法測定精度を向上させる。この２ビーム光
はＡＯＤを二周波数成分の信号で駆動することで得られ
る。２ビーム光を被測定物面上で走査し、その反射光を
二分割型の受光器で検出する。

【００１５】反射光を二分割型の受光器で検出すると
き、反射光の強度分布の中央部を中心として対称な二つ
の領域に分割し、照射２ビーム光の各々のビームからの
反射光を個別に各受光部で検出する。個々の反射光強度
を光電変換するとき、演算増幅回路からなる差動回路に
より二つの信号の差動強度を検出すると、従来と同じく
差動信号に正負のピークが発生し、これらのピーク強度
位置からエッジ位置を検出する。この差動ピーク位置
は、２ビーム光の中心（各ピーク強度の中央位置）がエ
ッジ位置に照射されたとき得られる。以上の差動検出が
従来の差分処理に相当するため、実質的には反射光強度
から直接にエッジが検出できる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の構成と動作を説明するブロック図で
ある。レーザ光源１０はＨｅ−Ｎｅレーザや半導体レー
ザからなり、レーザ光１００を放射する。１１はレーザ
光１００の走査を行う走査光学系で、ビームスプリッタ
ー１２（以下ＢＳ１２と記載）、ＡＯＤ１３、対物レン
ズ１１２、集光レンズ１１４、及び図示していないが、
各種のレンズ、ミラーなどから構成される。ＢＳ１２を
透過したレーザ光はＡＯＤ１３に入射する。ＡＯＤ１３
の動作を制御するＡＯＤドライバー１４は、周波数ｆａ
を発する第一の信号源１４２と周波数ｆｍを発する第二
の信号源１４４からの二つの信号を入力とし、二周波数
成分ｆａ±ｆｍをもつ信号を作成してＡＯＤ１３を駆動
する。この駆動信号により、ＡＯＤ１３からは、わずか
に離れて進行する二つのビーム１３２、１３４が発生す
る。以後、この二つのビームを２ビーム光と記載する。

【００１７】以上の２ビーム光発生において、周波数ｆ
ａは２ビーム光の走査を制御し、周波数ｆｍは２ビーム
光への分離の大きさを制御する。周波数ｆｍが小さいと
従来と同じ単一の強度ピークをもつ１ビーム光になり、
周波数ｆｍが大きいほど２ビーム光への分離が大きくな
る。したがって、本発明の寸法測定装置は２ビーム光走
査型のＬＳＭである。二つの信号源１４２と１４４を用
いてＡＯＤ１３から２ビーム光を発生させるのは主に光
ヘテロダイン干渉計で用いられる技術で、本願発明者に
より、特許公報平３−４４２４３号公報の“光ヘテロダ
イン干渉法による表面形状測定装置”に詳細に述べられ
ている。本発明では２ビーム光を発生させる目的で二周
波数成分ｆａ±ｆｍの信号を用い、光ヘテロダイン干渉
での位相検出の代わりに、ＬＳＭとしての反射光強度を
検出する。

【００１８】ＡＯＤ１３に入射するレーザ光１００は単
一の強度ピークを有するビームで、ガウス型の強度分布
を持っている。ＡＯＤ１３から生じた２ビーム光１３２
及び１３４は、単一のガウス強度分布光が二つに分離し
て合成されたもので、二つのピーク強度を有する。この
２ビーム光のピーク強度間距離は第二の信号源１４４か
らの周波数ｆｍに比例して変化し、被測定物の形状や測
定目的に応じて２ビーム光のピーク強度間距離を設定す
る。２ビーム光を用いることの利点は、以下に述べる差
動強度検出を容易に行って寸法測定精度を高めるためで
ある。

【００１９】ＡＯＤ１３で発生した２ビーム光１３２と
１３４は対物レンズ１１２で微小スポットに集光され、
寸法が測定される被測定物１５に照射されると共に面上
を走査する。被測定物１５で反射した２ビーム光はもと
の光路を逆進してＡＯＤ１３を再透過し、ＢＳ１２で反
射されて二分割受光器１６で受光される。なお、図１の
ＡＯＤ１３からＢＳ１２までの逆進光路は１本のビーム
で示しているが、実際は２本のビームである。反射光の
検出はＡＯＤ１３を再透過した後で行うため、走査の定
点位置での検出である。したがって、２ビーム光１３
２、１３４が被測定物１５の面上のどの位置を走査して
いても、反射光は二分割受光器１６の一定位置に入射す
る。

【００２０】二分割受光器１６は反射光を対称な二つの
領域に分割し、各々の領域の強度を個別に検出する。こ
のとき、二分割受光器１６の二つの受光面にはピンホー
ル、あるいはスリットなどを張り付け、その隙間を通し
て反射光を検出する。この検出はＬＳＭでよく知られた
共焦点型検出で、回折限界を超えた測定ができることが
特徴である。二分割受光器１６は走査の各位置毎に反射
光強度を光電変換し、直流の反射光強度信号１６２（強
度Ｉａ）と１６４（強度Ｉｂ）を発生する。この反射光
強度は被測定物１５の反射率などによって変化する。

【００２１】差動強度検出部１７は反射光強度ＩａとＩ
ｂに対して、演算増幅回路（オペアンプ）からなる差動
回路により差動強度Ｉａ−Ｉｂを作成する。この差動強
度は走査の各位置毎に検出する。差動強度検出部１７
は、実際には二分割受光器１６の光電変換回路の後段に
差動回路を接続した一体型の構成である。差動強度信号
記憶部１８は差動強度検出部１７で検出された差動強度
をメモリー回路に記憶して、走査の一周期での差動強度
信号１８０を発生する。この差動強度信号１８０は従来
の反射光強度信号が差分されたものに相当し、正負のピ
ーク強度が発生する。ピーク強度位置検出部１９は差動
強度信号１８０の正負のピーク強度位置が発生する走査
位置を検出する。このピーク強度位置は被測定物１５の
エッジ位置に相当し、エッジ間をＡＯＤ１３が走査した
２ビーム光の走査距離から寸法を測定する。以上述べた
本発明の実施例は反射光検出の例であるが、透過光の検
出でも同様である。

【００２２】本発明は２ビーム光走査の二分割差動検出
である。被測定物１５の面上で２ビーム光を走査し、２
ビーム光を構成する個々のビームからの反射光強度を二
分割して個別に検出する。このとき、二つの信号の間の
差動強度を検出することで、等価的に従来の差分演算が
行われる。すなわち、二分割検出することで差動演算が
可能になる。差動強度Ｉａ−Ｉｂは一個のオペアンプか
らなる回路で検出できるため、実質的には反射光強度信
号から直接に差分演算が可能である。その結果として、
差分信号を簡単な構成で検出できると共に、リアルタイ
ムで寸法が測定できる。

【００２３】図２に２ビーム光の走査と差動信号による
エッジ検出法を示す。図２（ａ）は被測定物１５の面上
での２ビーム光の走査である。被測定物１５は基板２１
とパターン部２２からなり、エッジ２１２、２１４の間
の寸法を測定する。２ビーム光２３は第一のビーム２３
２と第二のビーム２３４が互いに重なったもので、二つ
の強度ピークをもち、ガウス型の強度分布が合成された
分布である。２ビーム光２３の中心は強度の極小部２３
６である。２ビーム光２３は左側エッジ２１２の基板側
から右側エッジ２１４の基板側まで走査される。基板２
１とパターン部２２では反射率が異なるとすれば、反射
率が異なるエッジ部付近において２ビーム光の間の反射
光強度差が大きくなる。

【００２４】図２（ｂ）の曲線２４は差動強度信号の波
形で、二分割受光器１６の差動出力であるＩａ−Ｉｂか
ら得られ、従来の反射光強度信号が差分された信号と等
価である。本発明はこの差動強度信号をリアルタイムで
得る。差動強度信号２４は２つのピーク強度２５、２６
を持ち、ピーク強度の発生位置２５０と２６０を検出す
る。このピーク強度位置２５０、２６０は、２ビーム光
２３の中央部２３６の強度極小部がエッジ２１２と２１
４に照射されたときに得られる。そこで、ピーク強度位
置２５０と２６０の間の走査距離から寸法を測定する。
なお、二分割受光器１６の出力信号の合成信号が従来の
反射光強度信号である。

【００２５】図２（ｃ）はエッジでの２ビーム光の照射
を表す。２ビーム光２３を構成するビーム２３２と２３
４の中央の極小強度部２３６がエッジ２１２に照射され
ている場合である。基板２１とパターン部２２の反射率
が異なる場合、ビーム２３２による反射強度とビーム２
３４による反射強度の差が最大になる。このとき、二分
割検出してその差動強度を検出すれば、差動強度がピー
クとなる。他方のエッジ２１４ではピーク強度の符号が
逆になる。したがって、従来のように特別な差分処理を
行わないでもピーク強度が発生する。本発明の実施例は
差動強度Ｉａ−Ｉｂの検出であったが、さらには強度比
Ｉａ／Ｉｂを検出すれば、基板２１とパターン部２２の
反射率比も同時に測定でき、材質計測も可能である。

【００２６】図３に本発明による寸法測定装置を実現す
る走査光学系１１の構成例を示す。レーザ光源１０から
放射された直線偏光を有するレーザ光１００はＢＳ１２
を透過する。ＢＳ１２は偏光方向に依存して透過、反射
の大きさが変わる偏光ビームスプリッターの構成で、入
射光１００のほぼ全体を透過させる。ＢＳ１２を透過し
たレーザ光は、シリンドリカルレンズ３０と凸レンズ３
１の組合せで、紙面に平行な面内に広がり、紙面に垂直
な面内に集光されるシート状ビームに変換してＡＯＤ１
３に照射する。ＡＯＤ１３からは前述のごとく周波数ｆ
ｍに応じて分離された２ビーム光が発生する（図３には
図示せず）。ＡＯＤ１３を出射した２ビーム光は、凸レ
ンズ３２とシリンドリカルレンズ３３により、シートビ
ームの形状が変換され、ミラー３４以降の光路は再び円
形ビームとして進行する。なお、ミラー３４の位置が凸
レンズ３２とシリンドリカルレンズ３３の共通の焦点位
置である。

【００２７】円形発散光として進行する２ビーム光は凸
レンズ３５でコリメートされ、対物レンズ３６で集光さ
れて被測定物１５に照射されると共に面上を走査する。
被測定物１５からの反射光は元の光路を逆進してＡＯＤ
１３を再透過し、ＢＳ１２で反射され、集光レンズ３７
を介してスリットが取り付けられた二分割受光器１６で
検出される。二分割受光器１６での反射光の検出は共焦
点検出である。以上の光学系では各レンズの焦点距離に
応じてＡＯＤの走査距離が決まるため、測定される寸法
に応じてレンズの焦点距離を設定する。

【００２８】図４に二分割受光器１６による二分割共焦
点検出例を示す。受光器中央部の分離帯４１は、左右の
二つの受光面４２と４３に分割する境界で、反射光の強
度検出は行わない。各受光面４２と４３にはスリットを
張り付け、斜線で示した領域では反射光をカットし、各
受光面の中央４２５と４３５を通して反射光を検出す
る。このとき、図３に示した集光レンズ３７の焦点距離
に応じて、受光面４２５と４３５に入射する反射光のス
ポット径を変えることができ、反射光の強度分布の中央
部付近の強度だけを検出することで共焦点検出が実現で
きる。なお、分離帯４１には２ビーム光の強度の小さい
中央部が入射するため、反射光検出の強度ロスの少ない
検出ができ、Ｓ／Ｎ比のよい反射光が検出できる。共焦
点検出はサブミクロン領域の寸法測定に有効であるが、
測定される寸法が回折限界よりも十分大きい場合は、ス
リットを付加しないで非共焦点型の検出を行ってもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】上記のごとく本発明による寸法測定装置
は２ビーム光を走査し、反射光を二分割受光器で差動検
出することでエッジを検出する装置である。この差動検
出は従来の反射光強度信号の差分検出に相当し、簡単な
差動増幅回路で容易に行われるため、簡素な構成でリア
ルタイム的に寸法が測定できる。そのため、特別なデー
タ演算処理を用いることなく、差動信号をオッシロスコ
ープなどで観察するだけで、直接に寸法が測定できる。
さらには、２ビーム光を利用することでＳ／Ｎ比のよい
差動信号を作成することができ、寸法測定の信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成と動作を説明するシステムブロッ
ク図である。

【図２】本発明による２ビーム光走査と差動強度信号の
波形を示す図である。

【図３】本発明による２ビーム光走査の光学系の実施例
を示す図である。

【図４】本発明による２ビーム光を二分割受光器で検出
する例を示す図である。

【図５】従来の寸法測定の動作を説明するブロック図で
ある。

【図６】従来の寸法測定による波形例を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１０ レーザ光源 １２ ビームスプリッター １３ 音響光学素子 １６ 二分割受光器 １７ 差動強度検出部 １８ 差動強度信号記憶部 １９ ピーク強度位置検出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から放射されたレーザ光をビ
   ームスプリッターを透過させて音響光学素子に入射し、
   該音響光学素子により入射レーザ光の強度分布を変換し
   て二つのピーク強度を有する２ビーム光を発生させ、該
   ２ビーム光を対物レンズで微小スポットに集光して寸法
   が測定される被測定物面上に照射すると共に該２ビーム
   光を前記音響光学素子で走査し、前記被測定物からの反
   射光を前記ビームスプリッターで反射させ、該反射光の
   強度分布の中央部を中心にして対称な二つの領域に分割
   し、その各々の領域の反射光の強度分布の中央部付近の
   強度を二分割受光器で検出し、差動強度検出部で前記二
   分割受光器からの出力信号の差動強度を各走査位置毎に
   検出し、差動強度信号記憶部で前記差動強度検出部から
   の信号を記憶して走査の一周期毎に正負のピーク強度を
   有する差動強度信号を作成し、ピーク強度位置検出部で
   前記差動強度信号の正負のピーク強度位置を検出し、該
   正負のピーク強度位置間を走査した前記２ビーム光の走
   査距離から前記被測定物の寸法を測定することを特徴と
   する２ビーム光走査を用いた寸法測定方法。
2. 【請求項２】 レーザ光を放射するレーザ光源と、該レ
   ーザ光を入射し該レーザ光の強度分布を変換して二つの
   ピーク強度を有する２ビーム光を発生し被測定物面上を
   走査する音響光学素子と、該２ビーム光を微小スポット
   に集光して寸法を測定する被測定物面上に照射する対物
   レンズと、前記被測定物からの反射光を反射するように
   構成され前記レーザ光源と前記音響光学素子との間に設
   けるビームスプリッターと、該ビームスプリッターから
   の反射光を該反射光の強度分布の中央部を中心にして対
   称な二つの領域に分割しその各々の領域の反射光の強度
   分布の中央部付近の強度を検出する二分割受光器と、前
   記二分割受光器からの出力信号の差動強度を各走査位置
   毎に検出する差動強度検出部と、前記差動強度検出部か
   らの信号を記憶して走査の一周期毎に正負のピーク強度
   を有する差動強度信号を作成する差動強度信号記憶部
   と、前記差動強度信号の正負のピーク強度位置を検出す
   るピーク強度位置検出部とを備え、該正負のピーク強度
   位置間を走査した前記２ビーム光の走査距離から前記被
   測定物の寸法を測定するように構成されているいること
   を特徴とする２ビーム光走査を用いた寸法測定装置。