JPS6017041B2 - 干渉測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異なった波長のビーム及び／又は異なった方向
に偏光した２つのビームを使用する干渉測定方法であっ
て、プロフィール測定、粗さ測定、平坦さ測定及び曲率
半径測定に特に適した方法並びにその方法を実施するた
めの装置に関する。

事実上全ての工学及び精密科学の分野で、用いられる部
品の製造中に守られなければならない加工精度に関する
要求はかなり厳格になって釆ている。

現段階で判断できる限りでは、この傾向は未来において
もより以上のベースで続きそうである。例えばサブミク
ロン領域での半導体集積回路の製造に関して及び磁気デ
ィスクの製造に関して特にこの状況が持続している。と
いうのは高度の微細化及びパッケージング密度の増加は
極端に平粕且つ無欠隣の表面を必要とするからである。
未来においてさらに厳格にさえなりそうなそれらの要求
に応ずるために、高精度、高速度そして可能ならば自動
的な測定が、原材料の制御、製造工程のモニタ及び最終
試験に関して必要とされる。それらは既知の方法及び装
置によっては遂行できないのである。例えば大面積を同
時に処理するための既知の干渉法又はモアレ法の分解能
は多くの応用には低過ぎ、一方基準面からの点状表面領
域の距離を決定する既知の高分解能千渉法は製造におけ
る制御目的で使用するには複雑且つ時間がかかり過ぎる
。

全ての既知の干渉法又はモアレ法は比較的低速でしかも
故障の影響を受けやすい事を別にしても、一般に自動化
に不適である。従ってそれらの方法はわずかの場合にし
か急速な変化、動的な影響を受ける表面の測定に用いる
事ができない。ドイツ連邦共和国特許第２６３６４斑号
明細書において略水平入射を用いた干渉表面測定法が説
明されている。この方法は比較的大きな表面領域を同時
に処理する事を可能にしている。しかし比較的低い分解
能（測定精度は用いた光の波長のオ−ダ−）を別にして
も検出された煩斜の符号は付加的な手段を用いなければ
判定できない。頭斜の正確な大きさあるいは凹部の曲率
半径さえも決定しようとすると、干渉縞を教えそして各
々の線間隔を測定しなければならず、それらはほとんど
自動的に行なえない。さらに決定された値はかなり複雑
な方法で計算によって求めなければならない。ドイツ連
邦共和国特許第２６３６２１１号明細書において分解能
を高めた干渉法が説明されている。それによれば放射が
特定の角度で且つ部分的に反射性の透過グリッドを通っ
て測定すべき物体上に照射される。しかし装置の複雑さ
及び比較的４・さな視野を別にしても、検出された煩斜
の符号は付加的な手段を用いる事によってしか判定でき
ない。従って先の引用例と同機に、検出された煩斜の大
きさや曲率半径を正確に決定するためにはかなりの装置
が必要である。干渉測定の分解館を高める他の既知の方
法例えば多色法、比較器法は複雑且つ時間がかかりそし
て概して非常に限られた視野しかカバーできない。ドイ
ツ連邦共和国特許公開第２６１６１４１号公報に説明さ
れたェリプソメトリツク（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｉｃ
）法のような各点の層の厚さを測定する他の既知の方法
は、測定表面に大きな角度で偏光を入射させ、測定表面
での反射後その楕円率を測定する。

評価は反射光の経路中に配置された１／４波長（入／４
）板、それに続く回転検光子、そして光検出器によって
行なわれる。その出力は＾／４板及び／又は検光子に接
続された角度符号器の出力信号と共に、フーリエ係数を
求めるため計算機に供給される。そこで必要な複雑且つ
場所を取る装置の設計（それは第１に測定ビームをほぼ
水平に入射させる事による）を８Ｕにしても、回転素子
や複雑な計算のため測定は時間がかかり、その結果１又
は教本の走査トラック上の多数の測定点を調べるのは不
可能である。しかし例えば微小半導体回路又は磁気ディ
スクの製造中の製造工程制御もしくは最終テストのため
にはそれが必要である。ほぼ水平入射させる結果、この
方法は調査すべき測定点の半径の任意の減少（０．５〜
１０ムｍ）を許さない。しかしそれは多数の応用に伴な
う正確な平坦性及び粗さの測定に不可欠である。高い精
度と高速度で動かされる素子がこうむる不可避的な摩耗
及びそのための頻繁な修理により、又それらの汚染や振
動に対する不可避的な敏感さのために、上述の種類の装
置は、例え全ての考えられる予防策が動作中連続して取
られたとしても、大量生産には適さない。本発明の目的
は、上述の欠点を避け、オングストローム領域の分解館
と山ｓ領域の測定時間で比較的単純且つ安価な構成によ
って実施し得る干渉法を与える事である。

さらに完全な自動化に適したこの方法は、わずかの技術
的手段しか用いずに、検出された非平坦性の大きさや符
号、曲率半径、煩斜の符号の大きさ等の必要な種々の数
値を提供する事ができる。さらに従来の干渉法の場合に
約半波長に等しかった垂直方向の測定範囲の上限はその
値の約５の苦まで増加させる事ができる。大きな測定面
積の場合は比較的低い分解能しか持たず、又高分解能の
時は４・ごな測定面積と長い測定時間が要求されるため
に大きな表面領域を調べるのには不適切である既知の測
定方法及び測定装置と比較すると、本発明はオングスト
ローム領域の分解能で０．５〜ｌｏＡｍ程度の直径を持
つ最小領域を各測定点に付き数仏ｓの測定速度で調べる
事を可能にする。従って短時間内にラス夕走査によって
大表面領域を調べる事ができる。さらに本発明による装
置の設計は近い性能を持った種々の既知の装置の設計よ
りもかなり単純である。単純な設計、小さなサイズ、故
障のし‘こくさ、可動部分の存在しない事、振動、ほこ
り及び熱に対する非敏感性のため、本発明の装置は全て
の種類の製造工程のモニタに特に適している。単純な設
計及び測定ビームが調べようとする表面に垂直に入射す
る事から、本発明の方法は、測定装置から比較的大きな
距離例えば１０〜１０比机こ配置された測定面を調べる
ために困鱗もなく使用する事ができる。従って透明な容
器又は透明な窓を有する容器内で行なわれる工程を調べ
る事も可能である。例えば本発明の方法は高温度で行な
われる工程及び保護気体雰囲気中で行なわれる工程さえ
もモニ夕し調べるのに特に適している。同機の装置を上
回る本発明のさらに別な利点は、測定点の大きさ及び分
解館がもし必要ならば自動的に広範囲にわたって容易に
変えられる事である。本発明の方法は各測定点に関する
多くのゼロ・バランスの統計的評価に基づいているので
、事実上全ての自動高分解能千捗測定法で出合う光源強
度の有害な変動あるいは調べるべき表面の局所反射率の
変動は事実上何の影響も与えない。本発明によれば、測
定ビームは偏光光学素子及び／又は二色性素子を用いて
分けられ、そのため２つの干渉パタンが同時に発生し２
つの波長によって評価され得るので、従来の装置を用い
て測定すると複雑且つ時間のかかった二色干渉法を応用
する事によって既知の干渉法では使用した光の波長の半
分に等しかった測定範囲の上限をその値の５の音以上ま
で伸ばす事ができるというさらに本質的な利点を本発明
は有する。

以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

第１図に示される装置は光源１を有する。

光源１は例えばレーザーであって直線偏光ビーム２を発
生する。ビーム２はビーム・スプリッタ３、レンズ４及
び複屈折結晶５によって半導体ウェーハ６の表面に向け
られる。半導体ウェーハ６の表面で反射された光は複屈
折結晶５、レンズ４、ビーム・スプリッタ３、ソレィュ
ーバビネ補償器８、偏り依存型移相器９及び検光子１０
を通り光検出器１１に至る。光源１から出て来る光は図
の紙面に対して４５０の角度で直線的に偏光している。

この光は複屈折結晶５において平行に伝播する互いに垂
直に偏った２つのビームｏ及びｅｏに分けられる。調べ
ようとする半導体ウェーハ６の表面で反射された後、２
つのビームは複屈折結晶内で再結晶し単一のビームを形
成する。このビームは、もし半導体ゥェーハの調べられ
た表面領域に非平坦性又は額斜が存在すれば、違った位
相を持つ２つの成分から成る。調べられた表面領域の反
射率が一様であると仮定すると、もしビーム・スプリツ
タ３で下向きに偏向されたビーム２の偏光方向が例えば
方解石から成る複屈折結晶５の主軸と４５ｏの角度をな
すならば、それら２つの成分の強度は等しい。一連の測
定の始まりにおいて位相差をゼロにセットするために、
２つの成分の位相はソレィューバビネ補償器８によって
互いに相対的にシフトされる。移相器９は、そこを通過
するビームが一般に互いに垂直に偏った２成分に分かれ
付勢されていない移相器を通り過ぎた後は直線偏光ビー
ムの形に再結合するように設計配置されている。もし移
相器が入／２のＡＣ電圧で制御されるならば、互いに垂
直に偏光した２つの成分の位相は異なった量だけ遅延し
、その結果移相器を出て来るビームは、特定の方向の直
線偏光から楕円偏光及びさらに最初の方向に垂直な直線
偏光に付勢交流電圧の周期で周期的且つ連続的に変換さ
れる。その結果検光子１０を通過したビームの強度は同
じ周波数の正弦曲線になり、検光子１０が特定の方向の
場合はその位相は移相器９を付勢する交流電圧の位相と
同じになる。例えば第４図に示されるように表面が煩斜
ばを有するならば、正常光線ｏ及び異常光線ｅｏは対象
面で反射される時入射方向から角度２Ｑだけ偏光される
。

その結果位相差は次の関係式で表わされる。（１１ ０
Ｍ＝竿ｄＱ 但し入は用いた光の波長、Ｑは対象物６の表面の額きそ
してｄはビームｏとｅｏとの間の距離である。

もしビームが入射する領域が第５図に示すように高さｈ
の段を持つならば、次式で定められる位相シフトが生じ
る。

‘２） ふｉ等ｈ 正常ビームと異常ビームの位相の間にシフトが存在する
ならば、複屈折結晶５の上面を出たビームはもはや直線
偏光ではなく楕円偏光である。

そしてもし移相器９が非付勢状態にあれば、ビームは検
光子１０に同じ状態で入射する。その結果直線偏光ビー
ムで得られるのと同じ光の強度はもはや光検出器１１に
届かない。移相器９を入／２のＡＣ電圧で付勢すると、
正常ビーム及び異常ビームに対応する２つの成分の位相
は互いに相対的に周期的にシフトされる。その結果少な
くとも各周期に１回、位相シフト◇Ｍが移相器の位相シ
フト◇Ｐに等しくなる状態が生じる。もし中Ｎが数値十
ｍと−ｍとの間で変化するならば、即ち直線偏光が第１
の方向から楕円偏光の中間状態を経て第１の方向に垂直
な第２の方向まで回転し、又逆に回転するように変化す
るならば、次式が適用できる。

‘３’ ＪＧ＝？Ｐ＋○Ｍ そのような場合検光子１０を通過したビームの強度は次
式で表わされる。

【４）・＝享１０（１一■ＳぐＧ） 但し１。

は検光子を通過する光の最大強度である。従って対応す
る電気信号が光検出器１１の出力にも生じる。

上言己２つの関係式から式、 ‘５１ ・：享・０〔１−■Ｓ（ぐＰ＋◇Ｍ）〕が得ら
れる。

但し１。は検光子の方向と直線偏光の方向とが一致する
場合の光検出器１１に届く光の強度である。又ぐＭは測
定された位相差、ＪＰは移相器９に周期的に発生する位
相差である。式■から次式が容易に得られる。｛６１
ＪＧ＝○Ｐ十◇Ｍ＝２ｈｍ（ｍ＝○，±１，土２・
・・）ｌ？ＭＩ＜中であるため、測定値は明瞭に定めら
れる。

（７） ＩＪＰ＋◇ＮＩ＜２汀という制限のもとにゼ
ロ位置の数は１つに減少される。

即ち、■ でＰ＋◇Ｎ＝０ 従って、 ■ ○Ｐ＝一〇Ｍ 対象物によって生じる位相差ぐＮは、変調器によって発
生される位相差ＪＰを、検光子１０を通過した光の強度
が最４・になるまで連続的に変化させる事によってこの
関係式に基き決定する事ができる。

位相シフト◇Ｐは移相器９に印加される電圧Ｖの一次関
数であるので、００ ０Ｐ＝ｋＶ の式が成立する。

但しｋ‘ま電気光学定数、Ｖは移相器を付勢する電圧で
ある。もし移相器９に加えられる電圧が１の最４・値が
生じるまで変化されるならば、（１１） ◇Ｍ＝ｋＶ
ｍ の式が式■及びＯＱから導かれる。

従って検光子１０を通過した光の強度従って光検出器１
１の出力に生じた電圧が最小になる印加電圧Ｖｍは対象
物によって生じた測定すべき位相差？Ｍを表わす。測定
された電圧Ｖｍの符号＋又は一は煩斜又は段が正方向か
負方向のいずれに向いているかを示す。移相器９を付勢
する鷺圧を手動で変化させるのは複雑でありそして不正
確な結果しか得られないので、自動化方法を説明する。

それによると移相器を付勢する電圧の大きさは次式に従
って周期的に変化する。（１２） ＶニＶ＾／２ＣＯ
Ｓのｔ 但しＶ＾／２は半波長電圧、のは変調周波数そしてｔは
時間である。

上記の式から位相変調は次式で与えられる。

（１３） ０ｐニｋＶ入／よｏｓのｔニ汀 ＣＯＳ
のｔ 光検出器によって測定される強度は次式で与えられる。

（・の ・／・０＝裏一事瓜（中Ｃ雌のｔ＋◇Ｍ）第６
図に示される曲線は位相差◇Ｍ＝−０．６７汀に相当す
る。曲線ａは強度を位相差◇Ｐの関数として−ｍ＜ＪＰ
＜汀の範囲で表わしている。

曲線ｂは移相器９を付勢する電圧を時間の関数として表
わす。この曲線は位相変調曲線と同等である。曲線ｃは
光検出器１ １によって測定された光の強度を時間の関
数として表わす。曲線ｄは曲線ｃから導出される。第７
図に、第１図で説明された装置から縛られた信号を対象
物で測定される数値についての情報に変換する方法が説
明されている。

この図の第１行目の曲線は光検出器１１の出力で測定さ
れた電圧のその最大電圧に対する比を表わす。第２行目
の曲線は、第１行目の曲線の電圧が入力に加えられた微
分回路の出力電圧を表わす。第２行目の曲線で表わされ
る微分回路の出力鰭圧はマルチパイプレータに供孫給さ
れる。これは好ましくはシュミット・トリガ回路として
設計されており、その出力には第３行目に示される矩形
電圧が生じる。シュミット・トリガに接続された単安定
マルチパイプレータにおいて第３行目の矩形電圧の負方
向遷移は針状のパルス（第４行）に変換される。第１行
目の曲線の各周期に対応する３つの針状パルスの中央の
１つが、電源９によって発生された入／２電圧から導か
れるクロツク・パルスの助けをかりて選択される。第１
行目の曲線の２つの主な最小値の１つと時間的に一致す
るこの針状パルスは、電源９によって供給される正弦波
電圧（第６行）と共に、標本化保持回路（ｓａｍｐｌｅ
ａｎｄｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔ）に供給され、針状パル
スの生じた時に存在する正弦波電圧（第６行）の値が次
の針状パルスの生じるまで保持記憶される。従って第７
行目に表わされた直流電圧の大きさは測定された懐斜又
は非平坦性に相似した信号である。装置は、処理回路の
出力に存在する電気的アナログ信号が各々の場合に調べ
られる表面領域に存在する非平坦性又は傾斜に対応する
ようになっている。非平過性の高さ又は傾斜の正確な値
はそれに対応して鮫正された電気的測定装置又はオシロ
スコープ・スクリーンから直接説取る事ができる。一様
に湾曲した表面を走査するために、これらの装置はその
曲率半径の値に適合するように鮫正する事もできる。多
くの応用において高い分解館ばかりでなく測定過程でカ
バーされる各測定領域の大きさが最適のものであるので
、本発明は異なった複屈折特性及び／又は異なった厚さ
を持つ多数の複屈折結晶５を移動可能な支持台上に直線
状に、又は回転可能に取り付けられた回転台上に円形状
に配置し、測定中にカバーされる領域の直径及び分解能
に関して守られるべき要求に従って必要により正常ビー
ムｏと異常ビームｅｏとの距離を変化させる事ができる
ようにしている。

正常ビームと異常ビームとの間の距離の急速な変化のた
めに、複屈折結晶５をディジタル電気光学偏向器で置き
換えると便利であり、それによって２つのビームの間の
距離をランダムにほぼ光遠で変化させる事ができる。レ
ーザー・ビームの直径は用いた総点合せ光学素子の分解
館によってのみ制限されるので、０．５仏ｍから数側に
わたる範囲の直径を持つビームを用いた測定を何の困難
もなく行なう事ができる。それに対応して正常ビームと
異常ビームとの間の距離を０．５ムｍから数肌の間で変
化させる事ができる。数１００山ｍのビーム直径及び正
常ビームと異常ビームとの距離は篤Ｖ点合せ光学素子を
必要としないので、後屈折結晶、電気光学ディジタル光
偏向器及び被測定物体の間の距離を各々１舵程度でもよ
い。数Ｍｃ／ｓの周波数で付勢される電気光学変調器９
は数回の個々の測定から成る測定過程を許し、その個々
の測定の結果は単純な回路によって統計的に平均でき、
１仏ｓで行なわれるので、本発明は高速で移動する部品
、例えば毎分３０００回転という通常の動作スピードで
回転する磁気ディスクについての平坦さ測定に特に適し
ている。

もし数回の個々の測定が各測定点に関して実行されその
結果が統計的に平均されるならば、測定中に生じる振動
その他の影響は大いに除去される。この目的のため例え
ば全ディスク表面は本発明の装置をディスク半径方向に
連続的に移動させる事によって数秒内に測定できる。半
導体ゥェーハを各製造工程中及びその後高速で走査する
ために、複屈折結晶５の前にＩＭｃ／ｓの周波数で動作
する電気光学ディジタル光偏向器又はそれに類似の光偏
向器を置くか又は複屈折結晶５を２重ビームを偏向する
光偏向器で置きかえると便利である。第２図に示される
本発明の実施例は本発明の方法に従って動作するマィケ
ルソン干渉計から成る。

例えばレーザーとして設計された光源１から出て来る、
偏光面が図の紙面と４５ｏの角度をなす直線偏光ビーム
は偏光ビーム・スプリッタ１３に入射される。ビーム・
スプリッタ１３は１つの方向に偏光したビーム成分を入
／４板１４を経て支持台７上に配置された半導体ウェー
ハ６の上面に向け、一方ビ−ム２の第１の成分の偏光方
向に垂直に偏光した直線偏光成分はビーム・スプリッタ
１３を通過して入／４板１５を経て反射基準面１６に入
射する。半導体ウェーハ６及び反射基準面１６で反射さ
れた成分の偏光方向は、各々＾／４板１４及び１５を２
度通過するので、９００回転される。その結果半導体ウ
ェーハ６から反射された成分はビーム・スプリッタ１３
を通過し、一方反射基準面で反射された成分はビーム・
スプリツタ１３で素子８，９，１０及び１１からなる構
成の方に偏向される。素子８〜１１の動作は第１図の説
明に関連して既に詳細に説明した。第３図は、本発明に
よる方法の測定範囲が前に述べた値の少なくとも５の音
‘こ拡大される実施例を示す。

第１図及び第２図に示される構成は数分の１山ｓで非常
に正確な干渉測定ができるが測定範囲の上限は全ての干
渉測定方法と同様使用した光の波長の事実上半分である
。第１図及び第２図に示された構成の測定範囲を増大さ
せるため多色干渉法（それ自体は公知）が用いられた。
本発明による方法を用いる時ビームは偏光光学素子又は
二色性素子によって２つの成分に分けられるだけでなく
、これらの素子は単一の測定装置内で結合して同時に使
用できるという事実が利用されている。従って単一の構
成を使用して、本発明による方法はほとんど何の付加的
な手段も必要とせずに２つの異なった波長で２つの測定
を同時に実行する事を可能にする。電圧の形で同時に得
られる相似な測定結果を単純に絹合せる事によって測定
範囲は理論的には数桁拡大できる。同時に実行される２
つの各々の測定の高分解能により、２つの各々の測定値
の重ね合せによって得られる信号の比較的高い周期性が
高い精度で決定できる。その結果測定範囲は特別な手段
を用いずに数ｎｍの下限から３０Ａｍの上限まで拡大で
きる。同時に実行される２つの各測定によって得られる
値は容易に絹合せる事ができるので、拡大された測定範
囲の測定結果は数分の１仏ｓで得る事ができる。好まし
くはしーザーとして設計された光源１から出て来る波長
入１及び入２の光を含む、図の紙面に４５ｏの角度に直
線隅光したビーム２は、ビーム・スプリッタ３からしン
ズ４及び後屈折結晶５を経て、そこで互いに垂直に偏光
した２つのビームｏ，ｅｏに分けられ、支持台７上に配
置された半導体ウェーハ６の上面に入射する。半導体ウ
ェーハで反射された正常成分及び異常成分は複屈折結晶
で結合された単一のビームを形成する。もし物体表面が
平面且つ測定ビームに垂直ならば異常ビーム及び正常ビ
ームに相当する成分は同位相である。その後ビームはし
ンズ４、ビーム・スプリツタ３及び偏光依存ＡＣ制御移
相器９を通過し、そこからビームは二色性ビーム・スプ
リッタ１９に加加えられる。ビーム・スプリツタ１９は
波長＾１を含む光をソレィューバビネ補償器８及び検光
子１０を経て光検出器１１へ通過させる。波長入２を持
つ光はビーム・スプリッタ１９から右へ反射され第２の
ソレィューバビネ補償器１８及び偏光子２０を経て第２
の光検出器２１に至る。この構成の機能は第１図の説明
から理解されるであろう。２つの構成の主な相違′則ま
、第１図の構成では移相器９を通過したビームが直接検
光子及び光検出器に与えられたが、第３図の場合では移
相器９を通過したビームが二色性ビーム・スブリッタ１
９によって２つの色成分に分けられ、２つの色成分がそ
れぞれ検光子を経由して光検出器１１及び２１に与えら
れる事である。

もし多色性素子が使われるならば、当然３以上の波長を
持つ光を使う事もできる。第１図に示される構成の機能
を説明した時、式（６｝ ＯＧ＝Ｊｐ十？Ｍ＝か竹（
ｎ＝０，士１，士２…） によって、干渉の次数ｎが既知の時だけＯＭがはっきり
と決定される事が見し、出されていた。

実際この事は特別な応用にしか伴なわないとみなす事が
できる。一般に高さの差は半波長までしか測定できない
制限要因が存在する。この事は、同時に又は連続して２
つの異なった波長＾１及び＾２で行なわれた測定には当
てはまらない。

式｛１｝及び（２１によると２つの波長に関して次式が
成り立つ（，５） 小：神Ｓ＝ｏＧ・十かけ （ｎ＝０，土１，土２・・・） 及び （，６）◇Ｍ２＝母Ｓ『Ｇ２十狐打 （ｍ＝０，士１，士２…） 但し測定された位相差は （１７） ＯＧ，＜２汀 ？Ｇ２＜２汀 もし次数ｍ及びｎが異なり且つ未知ならば、式（１７）
に従う測定値によって式（１５）及び（１６）からｄｓ
をはっきり決める事はできない。

しかしもし干渉の次数ｍとｎが等しい、即ち（１８）
ｍ＝ｎ ならば未知の高さ船ははっきりと決められる。

式（１５），（１６）及び（１８）の組合せから、（１
９）が導かれる。

但しＯＧ，は波長＾１で測定された位相差、Ｊｏ２は波
長＾２で測定された位相差、＾１，＾２は光の波長であ
る。式（１８）は新しい測定範囲を導く。式（１７）か
ら、（２０） ＪＧ，一Ｊｃ２＜２ｍ が得られ、そこから式（１９）による船に関し次の制限
が導かれる。

（２１） ｄＳ＜器／（三，宅） 又は ぬく素手＾き，） この関係から式（１８）を条件として測定範囲ｄｓが得
られる。

この測定範囲において２つの波長入１及び＾２を使った
測定は干渉の次数ｎの関数であるはっきりした値ｄｓを
与える。この測定範囲の大きさは波長＾１及び＾２の選
択に依存する。それは式（２１）から困難ないこ得られ
る。例えば入１＝４７２．７ｎｍ，＾２：４７６．則ｍ
に対して測定範囲虹ｓ＝３０仏ｍである。この測定範囲
は半導体製造中に守られるべき測定要求に既に適合して
いる。測定は第３図の装置によって順次又は同時に実行
できる。第１図〜第３図に示される電気光学移相器を他
の適当な変調器例えば磁気光学移相器又はピェゾ光学移
相器で置き換える事もできる。

又本発明の方法及び装置は鏡斜及び非平坦性の測定以外
に層の厚さ及び屈折率の測定にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例の説明図、第４図及
び第５図は各々頃斜及び段を調べる時のビーム経路の説
明図、第６図及び第７図は本発明を説明するための図で
ある。 １・…・・光源、２・・・・・・直線偏光ビーム、３・
・…・ビーム・スプリツタ、４・・・・・・レンズ、５
・・・・・・複屈折結晶、６・・…・被測定物、７・・
・・・・支持台、８・・・・・・ソレィューバビネ補償
器、９・・・・・・移相器、１０・・・・・・検光子、
１１・・・・・・検出器、ｏ・・・・・・正常ビーム、
ｅｏ．．．．．・異常ビーム。 ＦＩＧ．Ｉ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームを測定対象物に当て、測定対象物によつて
   反射光ビームに与えられる変化に基いて測定対象物の性
   質を測定する方法において、測定用光ビームとして、異
   なつた方向に偏光した２つの光ビームを用い、測定過程
   によつて上記２つのビームに与えられる位相変化を補償
   するような移相値を含む範囲で移相を与える移相器によ
   つて一方のビームの位相を他方のビームの位相に対して
   周期的且つ強制的に変化させ、上記２つのビームの位相
   変化を補償するときの上記移相の瞬時値により、測定対
   象物によつて上記２つの光ビームに与えられる位相変化
   を測定することを特徴とする干渉測定方法。 ２ 偏光ビームを発生する光源と、 レンズを経て上記偏光ビームを対象物に向けるビーム
   ・スプリツタと、 上記レンズと上記対象物との間にあ
   つて、上記ビームを互いに垂直に偏光し且つ平行に伝播
   する２成分に分け上記対象物に入射させ、上記対象物で
   反射された上記２成分を単一のビームを形成するように
   結合する複屈折結晶と、 上記結合されたビームを受け
   取る、半波長電圧源で周期的に制御される偏り依存移相
   器と、 検光子と、 上記半波長電圧源の正弦的電圧が
   、上記測定対象物によつて発生された上記２成分の位相
   シフトを補償するような上記２成分の相対的位相シフト
   を上記偏り依存移相器内で発生させる時点を示す電気信
   号を出力する光検出器とより成る干渉測定装置。