(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、参照ミラーを僅かに傾斜させるだけで、ウェハなどの試料（被測定物）の表面形状を計測し、ごみやポールピースなどの正確な座標位置を特定し、電子顕微鏡、描画装置などの荷電粒子ビーム装置にその正確なデータを送受信して、作業効率の向上に一層貢献することができる測定方法及び測定装置を提供する。【解決手段】ウェハなどの試料にレーザ光を照射し、干渉計を用いて、試料の表面内部を観察検査する測定方法及び装置において、ビームスプリッターと参照ミラーとの間に光を導光するための参照光路を設けるとともに、ビームスプリッターと試料との間に光を導光するための測定光路を設けて、参照光路と測定光路において光学的光路差を設ける。しかも、参照ミラーを微小量傾けることによって、検出手段に干渉縞を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限な可干渉距離を持つ光束を二分割して試料、及び参照ミラーに照射する二光束干渉計を用いて、試料表面の微細な凹凸、及び内部の高さ情報を観察検査する干渉顕微鏡において、
線光束を整形し分割する手段を有し、参照ミラーに光束を導光、照射する参照光路と、試料に光束を点に集光して照射する集光手段、及び試料からの微細な反射、散乱光を集光し光束に変換、導光する測定光路を設け、参照光路に微小量の傾斜した光路差を設けることにより、参照ミラー、及び試料からの光束が重なり合う位置に、試料面の線方向の高さ分布情報を持った干渉縞分布を形成させ、試料の垂直方向の移動、又は干渉縞の移動を行うことなく、高さ分布情報を得られることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
線光束は、線状に発光する素子により発せられたものであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
線光束は、面状に発光する素子により発せられたものであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
線光束は、点光源を直線状に並べたことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
線光束は、点光源を非対称光学系により楕円又は線状に整形した光束を用いることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
線光束は、点光源を回折光学素子又は多重反射板を用いて連続的に配列させた線状パターンであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項７】
参照光路と測定光路のそれぞれが、異なる光学系から構成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
参照光路と測定光路の少なくとも一方又は両方がファイバー等の光導波素子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項９】
２つの波長の光源を用いたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
光源に半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は超発光ダイオード（ＳＬＤ）を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１１】
２つの光源の少なくとも一つは、単一波長を発振するレーザ光源であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１２】
参照ミラーを固定方式で傾けることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１３】
参照ミラーを傾動方式で傾けることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１４】
参照ミラーとして、一定の段差をもつ階段状のミラーを用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１５】
干渉計として、マイケルソン型干渉計あるいはリンニク型干渉計を用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１６】
測定光路中のビーム走査手段または試料ステージの移動手段を有し、試料の１次元方向の順次線照射を可能にした請求項１〜１５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１７】
検出器として、円筒レンズ、ラインセンサ、又はエリアセンサを用いることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１８】
有限な可干渉距離を持つ点光源から整形した光束を二分割して試料、及び参照ミラーに照射する二光束干渉計を用いて、試料表面の微細な凹凸、及び内部の高さ情報を観察検査する干渉顕微鏡において、
参照ミラーに光束を導光、照射する参照光路と、試料に光束を点に集光して照射する集光手段、及び試料からの微細な反射、散乱光を集光し光束に変換、導光する測定光路を設け、参照光路に微小量の傾斜した光路差を設けることにより、参照ミラー、及び試料からの光束が重なり合う位置に高さ情報を持った干渉縞を形成させ、試料の垂直移動、または干渉縞の移動を行うことなく、高さ情報の取得が可能なことを特徴とする測定装置。
【請求項１９】
参照光路と測定光路のそれぞれが、異なる光学系で構成される請求項１８に記載の測定装置。
【請求項２０】
参照光路と測定光路の少なくとも一方、又は両方が、ファイバー等の光導波素子であることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の測定装置。
【請求項２１】
２つの波長の光源を用いたことを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２２】
光源に半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は超発光ダイオード（ＳＬＤ）を設けたことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２３】
２つの光源の少なくとも一つは、単一波長を発振するレーザ光源であることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２４】
参照ミラーを固定方式で傾けることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２５】
参照ミラーを傾動方式で傾けることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２６】
参照ミラーとして、一定の段差をもつ階段状のミラーを用いることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２７】
測定光路中にビーム走査手段を有し、試料の１次元方向の順次点照射を可能にした請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２８】
検出器として、円筒レンズ、及びラインセンサ、又はエリアセンサを用いることを特徴とする請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２９】
干渉計として、マイケルソン型干渉計あるいはリンニク型干渉計を用いることを特徴とする請求項１８〜２８のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計、例えばマイケルソン型あるいはリンニク型に代表される干渉顕微鏡を用いて、ウェハなどの試料（被測定物）の表面又は内部の凹凸を観察検査する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入射された光を２つの光路に分割し、一方の光を試料（被測定物）に照射し、他方の光を参照ミラーに照射し、試料から反射した反射光と参照光を干渉させ、干渉縞を形成し、試料の表面内部を観察検査する、干渉計を用いた測定装置が知られている。
【０００３】
特許文献１では、干渉縞を形成する際に、参照ミラーをピエゾ素子ＰＺＴで光軸方向に移動可能とし、参照光の位相を変化させる位相シフト手段を用いることで、利用できる計測レンジを広げる（非特許文献１も同様）。
【０００４】
特許文献２では、合焦状態にある検査表面の一部を比較して、量δｚだけ変位させ、基準ミラーがδｚだけ変位し、光学測定面が検査表面の適切な部分に確実に接触することになる。
【０００５】
また、特許文献３では、移動鏡は、光の入射方向への移動が自在になるように配設されており、干渉光を生成する際に、周知のピエゾ駆動装置で等速動制御がされている。
【０００６】
また、特許文献４では、参照ミラーを、光の照射方向に対して略垂直（干渉縞が数本できる程度にわずかに傾ける場合も含む）に固定配置することもでき、しかも光の照射方向に対して傾動可能に設けられる旨記載されている。
【０００７】
また、非特許文献２では、２次元撮像素子により非走査で位相シフトを行い、参照鏡を傾けることにより、ＣＣＤに入射する物体光と参照光に異なる入射角を与えて、ＣＣＤの空間軸に対し線形に位相の異なる干渉縞を展開し、これをワンショットで撮影し、計測を行っている。そして、この手法により検出に要する時間の増加を抑えて位相シフトを行う計測が可能になっている。
【特許文献１】特開２００６−１１６０２８号公報、行番号００６７、図４
【特許文献２】特表２００５−５３０１４７号公報、行番号００４４、図１、図３
【特許文献３】特開２００６−３００７９２号公報、行番号００２３、図１
【特許文献４】特開平１１−８３４５７号公報、行番号００３２、図１
【非特許文献１】筑波大学物理工学系、筑波大学ナノサイエンス特別プロジェクト研究組織  巻田修一、安野嘉晃、遠藤隆史、伊藤雅英、谷田貝豊彦「参照波面傾斜法による位相シフトスペクトル干渉光コヒーレンストモグラフィー」第６４回応用物理学会学術講演会講演予稿集、２００３年秋、福岡大学
【非特許文献２】Ｏｎｅ−ｓｈｏｔ−ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  ｔｉｌｔｉｎｇ，Ｙｏｓｈｉａｋｉ  Ｙａｓｕｎｏ，Ｓｈｕｉｃｈｉ  Ｍａｋｉｔａ，Ｔａｋａｓｈｉ  Ｅｎｄｏ，Ｇｏｕｋｉ  Ａｏｋｉ，Ｈｉｒｏｓｈｉ  Ｓｕｍｉｍｕｒａ，Ｍａｓａｈｉｄｅ  Ｉｔｏｈ  ａｎｄ  Ｔｏｙｏｈｉｋｏ  Ｙａｔａｇａｉ，２００４，Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉａｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の干渉計を用いた測定装置では、被測定物側の光学的光路と、参照ミラーの配置された参照光路の光学的光路が一致した構成になっているため、部品点数が多くなり、簡易な構成を実現できない。
【０００９】
特許文献３では、透過制限装置を配置して、参照光路からの光路長の補正をおこなわなければならず、複雑な構成にすることを要する。
【００１０】
また、特許文献４では、光路長を変えるために、電圧制御可変波長フィルタを設けなければならず、特許文献３と同様、複雑な構成にすることを要し、装置全体を小型化にすることができない。
【００１１】
そこで、本発明は、簡易な構成により、参照ミラーをごく僅かに傾斜させるだけで、ウェハなどの試料（被測定物）の表面形状を計測することができる測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載された事項を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成により、参照ミラーを僅かに傾斜させるだけで、ウェハなどの被測定物（試料）の表面形状を計測できる。さらに、ごみやポールピースなどの正確な座標位置を特定し、電子顕微鏡、描画装置などの荷電粒子ビーム装置にその正確なデータを送受信して、作業効率の向上に一層貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る測定装置は、種々の干渉計を用いる。
【００１５】
本発明に係る最良の実施形態では、マイケルソン型干渉計を用いる。ただし、本発明の効果を奏するものであれば、リンニク型（位相シフト型）干渉計を用いてもよい。
【００１６】
参考までに述べると、干渉計としてＴｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｒｙの干渉計を用いて、例えば、以下に示す参照ミラー（Ｒｅｆ）の微傾動（微動量Δλ）を行うことも考えられる。
【００１７】
λ＝８００ｎｍ
Δλ＝３０ｎｍ
分解能：  ΔＺ＝２ｌｍ／π  ・  λ２／Δλ
＝  ９．４μ
横分解能：  ΔＸ＝４λ／π・ｆ／ｄ
光軸方向の走査領域は、２Ｚ０＝ΔＸ２π／２λである。
【００１８】
しかし、この場合は、分解能に限界があり、ウェハなどの被測定物（試料）上のごみ、ポールピースなどの超微小な領域の形状を検査することが容易ではない。
【００１９】
また、Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｄｏｍａｉｎ    Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｒｙの干渉計を用いることも考えられる。この場合、分光、波長走査に限界があり、ウェハなどの被測定物上のごみ、ポールピースなどの超微小な領域の形状を検査することが容易ではない。
【００２０】
本発明では、好ましくは、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｍｉｒｒｏｒ（参照ミラー）を微小量固定式又は傾動式（とくに振動式）に傾けて、干渉端の位置を計測する。例えば、参照ミラーを微小量（最良の形態では１５分の角度）緩やかに傾けた状態に固定しておき、あるいは、必要に応じて傾動式（とくに振動式）に傾けることによって、ラインセンサー上に干渉縞を形成する。こうすれば、レーザ光を走査させることなく、１ショットで高さ方向の干渉像を得ることができる。しかも、低コヒーレントで、マイケルソン型等の干渉計を用いて、干渉端の位置を計測することができる。
【００２１】
また、本発明の他の最良の実施形態においては、ウェハなどの試料にレーザ光、好ましくは２つの波長のレーザ光、とくに半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）及び超発光ダイオード（ＳＬＤ）からの２つのレーザ光を照射し、干渉計を用いて、試料の表面内部を観察検査する。半導体レーザ（ＬＤ）を用いる場合、電流に対する強度（パワー）の関係において、所定の閾値（Ｉｔｈ）を超えると、レーザ光の強度（パワー）は電流に対して比例関係（リニアな関係）になるが、所定の閾値（Ｌｔｈ）までは、いわばＬＥＤ発光あるいはＳＬＤ的な発光となるので、微量な電流値に設定し、一定の光量でボーっと発光するような半導体レーザ（ＬＤ）の使用によって、一つの光源（例えば半導体レーザ（ＬＤ））で干渉計を通し、試料の表面内部を観察検査することもできる。
【００２２】
好ましくは、参照ミラーに光を導光するための参照光路を参照ミラーと、ビームスプリッターとの間に設ける。そして、被測定物（試料）に光を導光するための測定光路と、その参照光路との間で、光学的光路差を設ける。
【００２３】
好ましくは、測定光を導光するための測定光路には光学系（レンズ系）を設ける一方、参照光を導光するための参照光路には光学系（レンズ系）を設けないことによって、光路差に変化を持たせることができる。
【００２４】
本発明による、干渉計を用いる測定装置においては、参照光を導光する参照ミラー自体を微小量傾斜させると、レーザ光を走査させることなく、１ショットで試料の高さ方向の干渉像を得ることができる。
【００２５】
本発明の他の最良の実施形態においては、ビームスプリッターを中心として、入射光路、測定光路、参照光路及び検出光路を十字状に沿って設け、参照光路と測定光路において光学的光路差を設ける。しかも、参照ミラーを微小量（固定式又は傾動式に）傾けて、検出手段に干渉縞を形成する。それにより、レーザ光を走査させることなく、１ショットで試料の高さ方向の干渉像を得ることを可能とする。
【００２６】
ビームスプリッターを偏光手段として設け、そのビームスプリッターにより光の一部を導光し光を反射させる。
【００２７】
検出光路に設けた検出手段は、ビームスプリッター（偏光手段）により被測定物からの反射光と、参照ミラーからの反射光を受光する。そして、検出手段に干渉縞を形成する。
【００２８】
２つの波長のレーザ光を用いることを可能とするために、レーザ光の入射光路の２つの分岐光路に、それぞれ、半導体レーザ（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）及び超発光ダイオード（ＳＬＤ）を設ける。
【００２９】
本発明の好ましい他の実施形態の一つにおいては、測定光路側にレンズを配置し、参照光路側にはレンズを配置しない。そうすることにより、光学的光路差を与える。さらに、参照ミラーを（固定式又は傾動式に）僅かに傾斜させて、ウェハなどの被測定物の表面形状を測定することができる。
【００３０】
変形例として、光学的光路差を与えるために、被測定物（試料）に光を導光する測定光路側にレンズを配置せず、参照ミラーに光を導光する参照光路側にレンズを配置することも可能である。
【００３１】
本発明の最良の実施形態によれば、ウェハなどの試料（被測定物）の表面形状や、その表面のごみ（異物）やポールピースなどの正確な座標位置を特定し、電子顕微鏡、描画装置などの荷電粒子ビーム装置にその正確なデータを送受信して、さらに表面形状、ごみなどの異物検査、ポールピース等の検査作業を迅速に行い、半導体検査などの作業効率の向上に一層貢献することができる。
【実施例】
【００３２】
図１は、本発明の好ましい実施例に係る測定装置の概略を示す。
【００３３】
図１の（Ａ）に示すように、半導体レーザ（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＤ）１０、超発光ダイオード（ＳＬＤ）１２のいずれか２つの光源を２波長のレーザ光の光源として、とくに低コヒーレンス光源として、入射側に設ける。好ましくは、波長λ＝６５０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）や、波長λ＝８００ｎｍの超発光ダイオード（ＳＬＤ）、波長λ＝８００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の半導体レーザ（ＬＤ）などを用いる。
【００３４】
ただし、本発明においては、その他の低コヒーレンス光源の２波長のレーザ光を用いることも可能である。
【００３５】
ビームスプリッター２を中心として、少なくとも４つの光路、すなわち入射光路４、測定光路６、参照光路８および検出光路９が十字の形に沿うように配置されている。
【００３６】
入射光路４は入射ビームスプリッター１３のところで２つの分岐光路４ａ，４ｂに分岐されていて、一方の分岐光路４ａにレンズ１１と発光ダイオード１０が配置され、他方の分岐光路４ｂにレンズ１５と超発光ダイオード１２が配置されている。
【００３７】
検出光路９も、入射ビームスプリッター１７のところで２つの分岐光路９ａ，９ｂに分岐されていて、一方の分岐光路９ａに検出手段１６の一方のＣＣＤａ１８が配置されており、他方の分岐光路９ｂに検出手段１６の他方のＣＣＤｂ２０が配置されている。
【００３８】
図示例では、測定光路６にレンズ２１が配置されている。レーザ光は、その測定光路６を通って試料２３に照射される。
【００３９】
参照光路８には、レンズが配置されていない。そのため、レーザ光は、その参照光路８を通って直接参照ミラー３０に導光される。
【００４０】
この参照ミラー３０は、図１（Ａ）に一点鎖線２９で示されているように、参照光路８の光軸に対して微小量傾けて固定されている。例えば、その傾斜角度は、約１５分（つまり１５／６０度）にするのが好ましい。
【００４１】
なお、参照ミラー３０は、前述のような固定方式とせず、変形例として、所望の傾斜角度内で傾動する形（とくに数秒（例えば４、５秒）から数十秒（２０、３０秒）の周期で振動する方式）で傾斜させてもよい。
【００４２】
図示例においては、測定光路６にレンズ２１を設け、参照光路８にレンズを設けないことで、参照光路８と測定光路６との間で光学的光路差を設けているが、変形例として、参照光路８にレンズ（図示せず）を設ける形で、参照光路８と測定光路６との間で光学的光路差を設けてもよい。
【００４３】
また、別の変形例として、測定光を導光するための測定光路６中のレンズ２１と同じレンズを、参照光を導光するための参照光路８中に挿脱可能に設けることができる。参照光を導光するための参照光路８から、そのレンズを取り出し、測定光路６と異なる光路長（光学的光路長）を参照光路８に持たせるようにしても良い。
【００４４】
このように、どのような形態であっても、参照光路８と測定光路６の間で光学的光路差を持たせ、かつ、参照ミラー３０を僅かに傾斜させる。例えば約１５分（つまり１５／６０度）の角度だけ参照ミラー３０を僅かに傾ける。このような参照ミラー３０の傾斜により、試料２３の表面を走査することなく、試料２３からの反射光と参照ミラー３０からの参照光とが干渉し、検出手段１６に干渉縞が生じる。
【００４５】
検出手段１６は、集束波（波形）を検出するＣＣＤａ１８と、定常波（波形）を検出するＣＣＤｂ２０からなる。一方のＣＣＤａ１８は、複数の検出器を有し、それらの検出器によって光強度に応じて周波数の異なる複数の集束波（波形）を検出する。
【００４６】
図１の（Ｂ）は、３つの検出器１８ａ，１８ｂ，１８ｃの例を示している。図１の（Ｂ）において、下から順に、３つの検出器１８ａ，１８ｂ，１８ｃが配置されている。それらに対応して３つのハーフミラー１８ｄ，１８ｅ，１８ｆが設けられていて、それぞれ右側に示すような集束波（９／１０，９／１００，１／１００）を検出する。
【００４７】
図１の（Ｃ）に示すように、波形（集束波）の最大値（ピーク）を求める際には、ＣＣＤａ１８により取得した波形（集束波）に、ＣＣＤｂ２０の定常波をかけて、波形（集束波）の最大値（ピーク）を浮き出させ、検出を容易にすることが好ましい。
【００４８】
好ましくは、ＣＣＤｂ２０の１ビット（例えば２５６）をスケールの基準として校正する。例えば、１／２５６で細分化し、１ビット（例えば２５６）を掛ける。
【００４９】
集束波（波形）について、必ずしも収束端から信号を検出する必要はない。例えば、図２の横軸（ｘ軸、空間軸）の所定位置からの信号を検出してもよい。ＣＣＤｂ２０の１ビットを用いることで、自由に信号の検出範囲を決めることができる。
【００５０】
本発明の最良の実施形態においては、図２の（ａ）に示されているように、処理工程１で、ＣＣＤａ１８のエンベロープ波形を検出して、次の関係式から、ｘを求める。
【００５１】
Ｔｅ＜ｅｘ
ただし、ｘはＤＣ（電流）成分、Ｔは一周期を表す。
【００５２】
図２の（ａ）に示されているエンベロープ波形の最大値の位置を基準位置として検出する。
【００５３】
図２の（ｂ）に矢印で示す位置を利用して、ＣＣＤａ１８のエンベロープ波形の最大値を示す位置を基準位置として求めるのが好ましい。
【００５４】
図２の（ｃ）に示されているのは、１つの周期波形である。このように、精密測定として、図２（ｂ）に示すＣＣＤｂ２０の波形の位相測定を求めるのが好ましい。
【００５５】
また、精密フーリエ変換で位相を求めることもできる。すなわち、ビット長微小変動したフーリエで、空間周波数の検出を行い、位相を測定する。この場合、一周期で求める精度のＮ周期倍の精度が得られる空間周波数は測定装置で決まる。それゆえ、温度などの条件に変化がない限り、一定であるので、空間周波数の検出は時々行えばよい。
【００５６】
図３は、本発明の好ましい第２の実施例に係る測定装置の概略を示す。
【００５７】
図３において、測定装置は、パルスレーザ６６、コリメートレンズ６８、ビームスプリッタ６９、長作動対物レンズ７４、ガラス板７５、被検面７７、参照ミラー７０、シリンダーレンズ７２、長作動対物レンズ７４、シリンダーレンズ７６、エリアセンサ７８等を有する。参照ミラー７０は、破線７１で示すように僅かに傾斜されて配置される。
【００５８】
第２の実施例の場合も、半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＤ）または超発光ダイオード（ＳＬＤ）のレーザ光源を用いるが、発光ダイオード（ＬＤ）および超発光ダイオード（ＳＬＤ）を２波長のレーザ光の光源として、とくに低コヒーレンス光源として、入射側に設ける。好ましくは、波長λ＝６５０ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）や、波長λ＝８００ｎｍの超発光ダイオード（ＳＬＤ）などを用いる。半導体レーザ（ＬＤ）を用いる場合、８００ｎｍ〜９００ｎｍ（中心波長８５０ｎｍ〜８９０ｎｍ）程度のパルスレーザを用いてもよい。半導体レーザの場合、電流（Ｉ）に対する強度（パワー、Ｐ）の関係において、所定の閾値（Ｉｔｈ）を超えると、レーザ光の強度（パワー）は電流に対して比例関係（リニアな関係）になるが、所定の閾値（Ｌｔｈ）までは、いわばＬＥＤ発光あるいはＳＬＤ的な発光となるので、微量な電流値に設定し、一定の光量でボーっと発光するような半導体レーザ（ＬＤ）の使用によって、一つの光源（例えば半導体レーザ（ＬＤ））で干渉計を通し、試料の表面内部を観察検査することもできる。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いる場合、コリメータレンズ等によって集光させた後、数ナノあるいは数マイクロ程度の幅の極めて狭いスリットを設けることで、線幅数μｍ（例えば２〜３μｍ）、長さ略２５０〜３００μｍ程度の線状光束にして試料に照射してもよい。
【００５９】
本発明では、半導体レーザ（ＬＤ）であるパルスレーザ６６を上記のようにＬＥＤ発光させ、パルスレーザ６６直後のコリメータレンズの像側に数ナノあるいは数マイクロ程度の幅の極めて狭いスリット８０を配置することで、線幅数μｍ（例えば２〜３μｍ）、長さ略２５０〜３００μｍ程度の線状光束にして試料に照射する。また、参照ミラー７０（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｍｉｒｒｏｒ）を符号７１で示すように微小量固定式又は傾動式（とくに振動式）に傾けて、干渉端の位置を計測する。例えば、参照ミラー７０を微小量（最良の形態では１５分（つまり１５／６０度）の角度）緩やかに傾けた状態に固定しておき、あるいは、必要に応じて傾動式（とくに振動式）に傾けることによって、エリアセンサ７８上に干渉縞を形成する。こうすれば、レーザ光を走査させることなく、１ショットで高さ方向の干渉像を得ることができる。しかも、低コヒーレントで、マイケルソン型等の干渉計を用いて、干渉端の位置を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（Ａ）は、本発明の好ましい第１の実施例による測定装置の概略を示す説明図。（Ｂ）は、ＣＣＤａの３つの検出器の波形を並べて示す。（Ｃ）は、ＣＣＤａとＣＣＤｂの波形を並べて示す。
【図２】（ａ）はＣＣＤａのエンベロール波形を検出する場合の説明図。（ｂ）は矢印で示す基準位置を検出する場合の説明図。（ｃ）は、精密測定でＣＣＤｂ波形の位相を測定する場合の説明図。
【図３】本発明の好ましい第２の実施例による測定装置の概略を示す説明図。
【符号の説明】
【００６１】
１０  発光ダイオード
１２  超発光ダイオード
１６  検出手段
１８  ＣＣＤａ
２０  ＣＣＤｂ
【図１】
2010014426.tif 000003
【図２】
2010014426.tif 000004
【図３】
2010014426.tif 000005