(57)【要約】【課題】測定用プローブの動きの検出方法および測定機器を提供する。【解決手段】予め定められた像平面上に物体平面を結像するようになされた対物レンズと前記物体平面との間に設けられた測定用プローブの動きを検出するための方法が開示されている。さらに、対物レンズと測定用プローブとを含む測定機器が開示されている。光の入射ビームを測定ビームおよび参照ビームに分割する。対物レンズによって測定ビームをコリメートさせるために、測定ビームを対物レンズの後側焦点面に集光させる。コリメートされた測定ビームを測定用プローブにおいて反射させる。対物レンズが反射測定ビームを後側焦点面に集光させるようにするために、反射測定ビームを対物レンズの方へ向ける。反射測定ビームがコリメートされる。コリメートされた測定ビームおよび参照ビームを重ね合わせて重畳ビームを生成し、反射測定ビームと参照ビームとの間の干渉を検出する。【選択図】図２ａ
2010071989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた像平面上に物体平面を結像するようになされた対物レンズと前記物体平面との間に設けられた測定用プローブの動きを検出するための方法であって、
光の入射ビームを測定ビームおよび参照ビームに分割すること、
前記測定ビームを前記対物レンズの後側焦点面に集光させて、前記測定ビームを前記対物レンズによってコリメートすること、
前記コリメートされた測定ビームを前記測定用プローブにおいて反射させ、前記反射測定ビームを前記対物レンズの方へ向けて、前記対物レンズが前記反射測定ビームを前記後側焦点面に集光させること、
前記反射測定ビームをコリメートさせること、
前記コリメートされた反射測定ビームおよび前記参照ビームを重ね合わせて、重畳ビームを生成すること、および
前記反射測定ビームと前記参照ビームとの間の干渉を検出すること
を含む方法。
【請求項２】
前記入射ビームを分割するための偏光ビームスプリッタを用いることであって、前記偏光ビームスプリッタが前記測定ビームおよび前記参照ビームを直線偏光にするようになされており、かつ、前記測定ビームの初期の偏光方向が前記参照ビームの初期の偏光方向に直交している、偏光ビームスプリッタを用いること、
前記測定ビームおよび前記反射測定ビームの偏光状態を変更して、前記反射測定ビームの偏光方向が前記測定ビームの前記初期の偏光方向に直交するようにすること、および
前記参照ビームの偏光状態を変更して、前記参照ビームの偏光方向が前記参照ビームの前記初期の偏光方向に直交するようにすること
をさらに含み、
前記重畳ビームを生成する前に前記偏光状態を変更する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定ビームおよび前記反射測定ビームの前記偏光状態を前記対物レンズと前記測定用プローブとの間で変更する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記入射ビームが、非偏光、楕円偏光、および前記測定ビームの前記初期の偏光方向と前記参照ビームの前記初期の偏光方向との中間の偏光方向を有する直線偏光にされた光の少なくとも１つを含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記重畳ビームの第１の偏光成分を選択することであって、前記第１の偏光成分が、前記反射測定ビームの前記偏光状態の変更後に得られた前記反射測定ビームの前記偏光方向と、前記参照ビームの前記偏光状態の変更後に得られた前記参照ビームの前記偏光方向との中間の偏光方向を有する、第１の偏光成分を選択すること、および
前記第１の偏光成分の強度を測定すること
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記重畳ビームの第２の偏光成分を選択することであって、前記第２の偏光成分が、前記第１の偏光成分の前記偏光方向に直交する偏光方向を有する、第２の偏光成分を選択すること、および
前記第２の偏光成分の強度を測定すること
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記入射ビームが、予め定められた波長帯域内の光を含み、かつ前記方法が
前記対物レンズの光軸に沿って前記予め定められた波長帯域内の光を反射させるようになされた波長選択ミラーを設けることであって、前記波長選択ミラーが前記対物レンズと前記像平面との間に配置される、波長選択ミラーを設けること、
前記測定ビームを、前記波長選択ミラーによって前記対物レンズの前記光軸に対して平行な方向に、前記対物レンズに向かって反射させること、
前記反射測定ビームを、前記波長選択ミラーによって前記対物レンズから前記対物レンズの前記光軸に対して角度が付けられた方向に反射させること、および
前記予め定められた波長帯域外の波長を有する光を使用して前記対物レンズによって、前記物体平面に配置された物体を結像すること
をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
予め定められた像平面に物体平面を結像するようになされた対物レンズ、
入射ビームを放射するようになされた光源、
前記入射ビームを測定ビームおよび参照ビームに分割するようになされたビームスプリッタ
前記対物レンズによって前記測定ビームをコリメートさせるために、前記測定ビームを前記対物レンズの後側焦点面に集光させる手段、
前記参照ビームを前記ビームスプリッタの方へ反射させるようになされた参照反射体、および
前記対物レンズと前記物体平面との間に配置された反射素子を有する測定用プローブであって、前記反射素子は、前記コリメートされた測定ビームを前記対物レンズへ戻すように反射させるようになされ、前記対物レンズが前記反射測定ビームを前記後側焦点面に集光させるようにし、かつ前記測定ビームを集光させるための前記手段は、前記反射測定ビームを前記ビームスプリッタの方へ向ける、測定用プローブ；
を含む測定機器であって、
前記ビームスプリッタは前記反射参照ビームおよび前記反射測定ビームを重ね合わせて重畳ビームを生成するようになされ、かつ
前記測定機器はさらに、互いに重畳された前記反射参照ビームおよび前記反射測定ビームの干渉を検出するための手段を含む、測定機器。
【請求項９】
前記ビームスプリッタが、直線偏光にされた測定ビームおよび直線偏光にされた参照ビームを生成するようになされた偏光ビームスプリッタであって、前記測定ビームの初期の偏光方向は、前記参照ビームの初期の偏光方向に直交している、偏光ビームスプリッタ、
前記反射測定ビームの偏光方向が前記測定ビームの前記初期の偏光方向に直交するように、前記測定ビームおよび前記反射測定ビームの偏光状態を変更するための手段、および
前記反射測定ビームの偏光方向が前記参照ビームの前記初期の偏光方向に直交するように、前記参照ビームおよび前記反射参照ビームの偏光状態を変更するための手段
を含み、
前記測定ビームおよび前記反射測定ビームの前記偏光状態を変更するための前記手段が前記対物レンズと前記測定用プローブとの間に設けられる、請求項８に記載の測定機器。
【請求項１０】
前記光源が、非偏光入射ビーム、楕円偏光入射ビームおよび前記測定ビームの前記偏光方向と前記参照ビームの前記偏光方向の中間の偏光方向を有する直線偏光入射ビームの少なくとも１つを提供するようになされている、請求項９に記載の測定機器。
【請求項１１】
前記偏光ビームスプリッタが、第１の平面にある偏光方向を有する光を反射させかつ前記第１の平面に直交する第２の平面にある偏光方向を有する光を透過させるようになされている、請求項９または１０に記載の測定機器。
【請求項１２】
干渉を検出するための前記手段が、
入射する光の強度を表す第１の信号を生成するようになされた第１の検出器、および
前記測定ビームの偏光変更後の前記反射測定ビームの前記偏光方向と、前記反射測定ビームの偏光変更後の前記反射参照ビームの前記偏光方向の中間の第３の偏光方向を有する光を選択し、かつ前記第３の偏光方向を有する前記光を前記第１の検出器に供給するようになされた偏光子
を含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の測定機器。
【請求項１３】
入射する光の強度を表す第２の信号を生成するようになされた第２の検出器をさらに含み、
前記偏光子がさらに、前記第３の偏光方向に直交する第４の偏光方向を有する光を選択しかつ前記第４の偏光方向を有する前記光を前記第２の検出器に供給するように構成されている、請求項１２に記載の測定機器。
【請求項１４】
前記偏光子が、前記第３の偏光方向を有する前記光および前記第４の偏光方向を有する前記光の一方を反射させかつ前記第３の偏光方向を有する前記光および前記第４の偏光方向を有する前記光の他方を透過させるようになされた偏光ビームスプリッタを含む、請求項１３に記載の測定機器。
【請求項１５】
前記光源が、予め定められた波長帯域内の光を放射するようになされており、かつ前記測定ビームを集光させるための手段が、
前記測定ビームを集光させるようになされた集光光学素子、および
前記対物レンズの光軸に沿って配置された波長選択ミラーであって、前記予め定められた波長帯域内の光を反射させるようになされており、かつ前記対物レンズの光軸に沿って設けられ、かつ前記集光光学素子からの光を前記対物レンズの方へ反射するように向けられている波長選択ミラー
を含む、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の測定機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、測定機器、具体的には例えば、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡および近接場光学顕微鏡などの走査型顕微鏡、ならびに座標測定器の技術分野に関する。特に、本発明は、測定用プローブの動きの検出方法および測定用プローブを備える測定機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の技術では、マイクロメートルオーダー以下の大きさの寸法を有する構成部品が用いられる。そのような構成部品の例としては、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）の構成部品、およびハードディスク用の磁気読取り／書込みヘッドの構成部品が挙げられる。そのような構成部品の品質は、ナノメートルオーダーの長さスケールの、構成部品表面の粗さの程度によって影響を受けることがある。構成部品の品質を評価するためには、マイクロメートルの長さスケールおよびナノメートルの長さスケールの双方に対する測定を行うことが望ましい。
【０００３】
原子間力顕微鏡法、走査型トンネル顕微鏡法および近接場光学顕微鏡法などの走査型プローブ顕微鏡法の技術により、ナノメートルオーダーの大きさの寸法を有する細部を解像することができる。ロバストなシステムが利用可能となるにつれて、それらのシステムの産業上の利用が広まってきている。しかしながら、走査型顕微鏡法の技術により得ることのできる視野は、先行技術の走査型顕微鏡の走査速度が比較的遅いために、限られている。
【０００４】
他方で、遠視野場光学顕微鏡法により、ミリメートルオーダーの大きさまでの比較的大きな視野を迅速に測定することができる。しかしながら遠視野場光学顕微鏡法の解像度は、回折により制限される。それゆえ、光の波長よりも小さな特徴は、遠視野場光学顕微鏡法によっては解像されない可能性がある。それゆえ、光学顕微鏡と走査型顕微鏡とを組み合わせて単一の機器とすることが提案されている。
【０００５】
欧州特許出願第１６５３４７８号明細書（特許文献１）には先行技術の機器が開示されており、それにつき、以下図１を参照して説明する。機器１００は表面性状測定用プローブ１６０を含み、その表面性状測定用プローブ１６０は、光学観測ユニット１１０の対物レンズ１１１と、機器１００によって調査されるワークピース１０１との間に設けられている。
【０００６】
光学観測ユニット１１０は、対物レンズ１１１に加えて、対物レンズ１１１の光軸Ｌ１に配置されたハーフミラー１１２と、対物レンズ１１１の光軸Ｌ１に配置されて、ワークピース１０１から反射しかつハーフミラー１１２を透過した光を結像するカメラ１１３と、対物レンズ１１１の光軸Ｌ１に直交する光軸Ｌ２に配置されて、ハーフミラー１１２および対物レンズ１１１を介してワークピース１０１を照射する光源１１４とを含む。光学観測ユニット１１０により、遠視野場光学顕微鏡法でワークピース１０１を調査することが可能となる。
【０００７】
機器１００はさらに近接場測定ユニット１３０を含み、その近接場測定ユニットは、対物レンズ１１１を保持するホルダ１３１を光軸Ｌ１に沿って変位させるアクチュエータ１３２であって、ホルダ１３１には表面性状測定用プローブが一体式に配置されて対物レンズ１１１付近に固定されている、アクチュエータ１３２と、対物レンズ１１１の光軸Ｌ１に配置されたハーフミラー１３４と、対物レンズ１１１の光軸Ｌ１に直交する光軸Ｌ４に配置されたレーザ光源１３５と、対物レンズ１１１の光軸Ｌ４に配置されたハーフミラー１３６と、光軸Ｌ４に直交する光軸Ｌ４１に配置されて、ハーフミラー１３６からの反射光を反射させるミラー１３７と、ミラー１３７からの反射光を受光する光子検出器１３８と、光子検出器１３８からの出力信号を復調する復調器とを含む。さらに、機器１００は、相対移動ユニット１０３の動作を制御して、テーブル１０２に設けられたワークピース１０１を動かし、ワークピース１０１の表面に沿って表面性状測定用プローブ１６０を移動させるようにする駆動制御器１４０とを含む。
【０００８】
近接場光学測定ユニット１３０を操作する場合には、レーザ光源１３５からの光をハーフミラー１３４、１３６によって測定用プローブ１６０に供給し、かつ測定用プローブ１６０に設けられた測定先端部の近傍に光学的な近接場を形成する。測定用プローブ１６０の先端部からの光を、ハーフミラー１３４、１３６およびミラー１３７によって光子検出器１３８に向ける。測定用プローブ１６０は、測定先端部とワークピース１０１との間の距離が周期的に変化するように振動する。光学的な近接場はワークピース１０１と相互作用し、光学的な近接場とワークピース１０１との間の相互作用は、測定先端部とワークピース表面との間の距離に依存し得るので、光子検出器１３８が受光した測定先端部からの光の強度は、測定用プローブ１６０の振動によって周期的に変動し得る。
【０００９】
光子検出器１３８からの出力信号を復調器１３９によって復調し、駆動制御器１４０に入力する。駆動制御器１４０は、相対移動ユニット１０３の動作を制御してワークピース１０１を動かし、表面測定用プローブ１６０をワークピース１０１の表面に沿って移動させるようにし、かつアクチュエータ１３２を駆動して復調器１３９の出力が一定となるようにする。それゆえ、ワークピース１０１の表面に沿った移動位置およびアクチュエータ１３２により生じる測定用プローブ１６０の移動量が得られる場合に、ワークピース１０１の表面性状（texture）を測定することができる。
【００１０】
先行技術の機器１００の問題は、ワークピース１０１の表面性状の測定精度が、アクチュエータ１３２により生じる測定用プローブ１６０の移動量の測定精度によって制限される場合があることである。
【００１１】
先行技術の測定機器１００の別の問題は、測定用プローブ１６０および／またはワークピース１０１で反射したレーザ光源１３５からの光が、ハーフミラー１１２、１３４を透過して、カメラ１１３を照射するおそれがあることである。同様に、ワークピース１０１および／または測定用プローブ１６０で反射した光源１１４からの光が、ハーフミラー１３４、１３６およびミラー１３７によって反射され、光子検出器１３８を照射するおそれがある。それゆえ、光学観測ユニット１１０によるワークピース１０１の観察、および近接場測定ユニット１３０による表面性状の測定を同時に実施すると、互いに悪影響を及ぼし得る。これは、光学観測ユニット１１０によるワークピース１０１の観察、および近接場光学測定ユニット１３０による表面性状の測定を同時に行うことを困難にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６５３４７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、ワークピースの表面性状の測定精度を向上し得る測定方法および測定機器を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、遠視野場光学顕微鏡法および走査型顕微鏡法によりワークピースを同時に調査することを可能とする測定方法および測定機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様によれば、予め定められた像平面に物体平面を結像するようになされた対物レンズと該物体平面との間に設けられた測定用プローブの動きの検出方法は、光の入射ビームを測定ビームおよび参照ビームに分割することを含む。測定ビームを対物レンズの後側焦点面に集光させて、測定ビームを対物レンズによってコリメートさせる。コリメートされた測定ビームを測定用プローブで反射させ、反射測定ビームを対物レンズの方へ向ける。対物レンズは、反射測定ビームを後側焦点面に集光させる。反射測定ビームをコリメートし、かつ参照ビームと重ね合わせて、重畳ビームを生成する。反射測定ビームと参照ビームとの間の干渉を検出する。
【００１６】
本発明の方法により、測定用プローブの動きの干渉法による検出が可能となる。対物レンズの後側焦点面に測定ビームを集光させることによって、光線が実質的に平行である、光のコリメートされたビームを、測定用プローブが設けられている対物レンズの物体側において得ることができる。測定用プローブにおいて、測定ビームを対物レンズの方へ戻すように反射させることができる。対物レンズの物体側で得られた測定ビームがコリメートされているので、反射測定ビームもまたコリメートされてもよく、対物レンズによって対物レンズの後側焦点面に集光させることができる。その後、別の光学素子によって再びコリメートしてもよく、ここで反射測定ビームのコリメーションは、測定用プローブと対物レンズとの間の距離とは実質的に無関係である。
【００１７】
しかしながら、測定用プローブの位置は、測定ビームおよび反射測定ビームの光路の長さに影響を与え得る。それゆえ、反射測定ビームと参照ビームとの間の位相差は、測定用プローブの位置による影響を受ける。反射測定ビームと参照ビームとの間の干渉を検出することによって、測定用プローブの位置および／またはその変化を測定し得る。距離の干渉計測は非常に正確にできるので、測定用プローブの動きを正確に測定できる。
【００１８】
一部の実施形態では、参照ビームを、反射測定ビームと重畳させる前に参照ミラーによって反射させてもよい。
【００１９】
一部の実施形態では、偏光ビームスプリッタを使用して入射ビームを分割することができる。偏光ビームスプリッタを、測定ビームおよび参照ビームを直線的に偏光させるようになしてもよい。ここで、測定ビームの初期の偏光方向は、参照ビームの初期の偏光方向に直交している。測定ビームおよび反射測定ビームの偏光状態を変更して、反射測定ビームの偏光方向を、例えば測定ビームおよび反射測定ビームの双方が通過する４分の１波長（λ）板によって、測定ビームの初期の偏光方向に直交するようにする。同様に、参照ビームの偏光状態を変更して、参照ビームの初期の偏光方向に直交する参照ビームの偏光方向を得るようにする。一部の実施形態では、このために４分の１波長（λ）板などの光学素子を使用してもよい。重畳ビームを生成する前に各偏光状態を変更する。
【００２０】
例えば対物レンズのレンズなどの光学素子に測定ビームおよび／または反射測定ビームを透過させる場合、測定ビームの一部分が反射され得る。そのような反射は、測定ビームおよび／または反射測定ビームと重畳し得るので、一部の適応においては、測定用プローブの動きの干渉計測の精度に悪影響を及ぼすこともある。
【００２１】
光学素子において反射される測定ビームの光の偏光方向は、測定ビームの偏光方向と実質的に同じであり得るので、反射測定ビームの変更された偏光方向とは異なる。
【００２２】
測定ビームおよび反射測定ビームの偏光状態の変更後に反射される反射測定ビームの光は、反射測定ビームと実質的に同じ偏光方向を有し得る。しかしながら、この光は測定用プローブの方へ反射されるので、そのような光は、測定用プローブにおいて反射測定ビームの伝播方向に反射されるとき、２回目の偏光状態の変更の影響を受ける。
【００２３】
それゆえ、光学素子における望ましくない反射は、反射測定ビームの偏光方向とは異なる偏光方向を有してもよく、かつ偏光子によって低減させることができる。一部の実施形態では、この目的のために偏光ビームスプリッタを用いてもよい。参照ビームの偏光状態も変更することにより、反射測定ビームおよび参照ビームが重畳されるときに反射測定ビームと参照ビームとが直交する偏光方向をもたらすことができる。
【００２４】
一部の実施形態では、測定ビームおよび反射測定ビームの偏光状態を、対物レンズと測定用プローブとの間で変更できる。それゆえ、対物レンズの光学素子において生じる測定ビームの反射は全て、測定ビームの偏光状態の変更前に発生する。これにより、対物レンズの光学素子において発生する反射を全て実質的になくすまたは低減させることができる。
【００２５】
一部の実施形態では、入射ビームは、非偏光、楕円偏光、測定ビームの初期の偏光方向と参照ビームの初期の偏光方向との中間の偏光方向を有する直線偏光にされた光の少なくとも１つを含む。
【００２６】
一部の実施形態では、重畳ビームの第１の偏光成分を選択する。一部の実施形態では、選択は、例えば偏光フィルタなどの偏光感応する素子、または検光子として機能する偏光ビームスプリッタによって行われてもよい。第１の偏光成分は、反射測定ビームの偏光状態の変更後の反射測定ビームの偏光方向と、参照ビームの偏光方向の変更後の参照ビームの偏光方向との中間の偏光方向を有する。
【００２７】
重畳ビームの偏光状態は、反射測定ビームと参照ビームとの間の位相差に依存し得る。例えば、反射測定ビームおよび参照ビームが同相であり、かつ反射測定ビームおよび参照ビームの強度が実質的に同じである場合、重畳ビームは、参照ビームの偏光方向と約４５度の角度をなす偏光方向を有して直線偏光にされる。
【００２８】
反射測定ビームおよび参照ビームが逆相である場合、重畳ビームの偏光方向は、反射測定ビームおよび参照ビームの強度が等しい場合に参照ビームの偏光方向と約１３５度の角度をなし得る。それゆえ、この場合、重畳ビームの偏光方向は、反射測定ビームおよび参照ビームが同相である場合に得られる偏光方向に直交している。反射測定ビームと参照ビームとの間の他の位相差の場合、重畳ビームの楕円偏光が得られる。それゆえ、重畳ビームの第１の偏光成分の強度は、実質的に、反射測定ビームと参照ビームとの間の位相差に関して、位相差の余弦（cosinusoidal）に依存し得、それは、測定用プローブの位置を表している。
【００２９】
一部の実施形態では、第１の偏光成分に直交する偏光方向を有する重畳ビームの第２の偏光成分を選択することができ、かつ第２の偏光成分の強度を測定することができる。
【００３０】
第１の偏光成分の強度と同様に、第２の偏光成分の強度は、反射測定ビームと参照ビームとの間の位相差に依存し得る。しかしながら、第１の偏光成分および第２の偏光成分の偏光方向は直交しているので、第２の偏光成分の強度の位相差への依存は、第１の偏光成分の強度の位相差への依存が余弦状である場合には正弦状（sinusoidal）であり得る。それゆえ、測定用プローブの位置が変化する場合、第１の偏光成分および第２の偏光成分の測定強度から測定用プローブの動きの方向を測定でき、第１の偏光成分の強度のみを測定する実施形態と比較して、測定精度を向上できる。
【００３１】
一部の実施形態では、入射ビームは、予め定められた波長帯域内の光を含む。予め定められた波長帯域内の光を反射させるようになされた波長選択ミラーを、対物レンズの光軸に沿って設ける。波長選択ミラーを対物レンズと像平面との間に配置する。測定ビームを、波長選択ミラーによって、対物レンズの光軸に対して平行な方向に、対物レンズの方へ反射させる。対物レンズからの反射測定ビームを波長選択ミラーによって、対物レンズの光軸に対して角度を付けられた方向に反射させる。物体平面に配置された物体が、予め定められた波長帯域外の波長を有する光を使用して対物レンズによって結像される。
【００３２】
波長選択ミラーは、測定用プローブの位置の干渉計測において使用された波長を有する光を、対物レンズの光軸に対して角度を付けられた方向に反射させるので、実質的に測定ビームからの光は、被調査物体の像が形成されている対物レンズの像平面に届かない。それゆえ、物体を結像することおよび測定用プローブの位置を測定することを同時に達成することができ、かつ物体の観察に対する反射測定ビームの光の悪影響を低減させるまたは実質的に回避することができる。
【００３３】
本発明による測定機器は、予め定められた像平面に物体平面を結像させるようになされた対物レンズを含む。測定機器はさらに、入射ビームを放射するようになされた光源、入射ビームを測定ビームおよび参照ビームに分割するようになされたビームスプリッタ、対物レンズによって測定ビームをコリメートさせるために対物レンズの後側焦点面に測定ビームを集光させるための手段、および参照ビームをビームスプリッタの方へ反射させるようになされた参照反射体を含む。さらに、測定機器は測定用プローブを含む。測定用プローブは、対物レンズと物体平面との間に配置された反射素子を含む。この反射素子は、コリメートされた測定ビームを対物レンズへ戻すように反射させるようになされて、対物レンズが反射測定ビームを後側焦点面に集光させ、かつ測定ビームを集光させるための手段が、反射測定ビームをビームスプリッタの方へ向けるようにする。ビームスプリッタは、反射参照ビームおよび反射測定ビームを重ね合わせて重畳ビームを生成するようになされている。測定機器はさらに、互いに重畳された反射参照ビームおよび反射測定ビームの干渉を検出するための手段を含む。
【００３４】
測定用プローブのビームスプリッタ、参照ミラーおよび反射素子は干渉計を形成し、ここでは、一方では測定ビームおよび反射測定ビームの光路長と、他方では参照ビームおよび反射参照ビームの光路長との差が、反射測定ビームと反射参照ビームとの間の位相差をもたらす。測定ビームおよび反射測定ビームの光路長は測定用プローブの位置に依存し得るので、反射参照ビームと反射測定ビームとの間の干渉を検出することによって決定され得る位相差は、測定用プローブの位置を表す。測定ビームを対物レンズの後側焦点面に集光させるための手段および対物レンズにより、測定用プローブの位置においてコリメートされた測定ビームが生成され、反射測定ビームをコリメートする。それゆえ、測定用プローブの位置の正確な干渉計測を行うことができる。さらに、一部の実施形態では同時に、被調査物体の像を、物体の検査用の像平面に形成することができる一方、測定用プローブを用いて走査型顕微鏡法を行うかまたは物体の部分の座標を測定する。
【００３５】
一部の実施形態では、ビームスプリッタは偏光ビームスプリッタを含む。偏光ビームスプリッタは、直線偏光にされた測定ビームおよび直線偏光にされた参照ビームを生成するようになされている。ここでは、測定ビームの初期の偏光方向は参照ビームの初期の偏光方向に直交している。対物レンズと測定用プローブとの間には、測定ビームおよび反射測定ビームの偏光状態を変更するための手段が設けられて、反射測定ビームの偏光方向が測定ビームの初期の偏光方向に直交するようにする。測定機器はさらに、参照ビームおよび反射参照ビームの偏光状態を変更するための手段を含み、反射測定ビームの偏光方向が参照ビームの初期の偏光方向に直交するようにする。これは、光学素子、例えば、対物レンズの構成部品における測定ビームおよび／または参照ビームの望ましくない反射に起因する悪影響を低減させることに役に立つ。
【００３６】
一部の実施形態では、光源を、非偏光入射ビーム、楕円偏光入射ビームおよび測定ビームの偏光方向と参照ビームの偏光方向との中間の偏光方向を有する直線偏光にされた入射ビームの少なくとも１つをもたらすようになす。
【００３７】
一部の実施形態では、偏光ビームスプリッタは、第１の平面に偏光方向を有する光を反射させかつ第１の平面に直交する第２の平面に偏光方向を有する光を透過させるようになされる。それゆえ、直交偏光されている測定ビームおよび参照ビームを、好都合な方法でもたらすことができ、反射測定ビームおよび反射参照ビームを好都合な方法で重畳させることができる。
【００３８】
一部の実施形態では、反射参照ビームおよび反射測定ビームの干渉を検出するための手段は、入射する光の強度を表す第１の信号を生成するようになされた第１の検出器、および偏光子を含む。偏光子は、測定ビームの偏光変更後に得られた反射測定ビームの偏光方向と、反射測定ビームの偏光変更後に得られた反射参照ビームの偏光方向との中間の第３の偏光方向を有する光を選択しかつ第３の偏光方向を有する光を第１の検出器に供給するようになされている。それゆえ、測定用プローブの位置に関して位置の正弦または余弦に依存する信号が生成されてもよい。
【００３９】
一部の実施形態では、反射参照ビームおよび反射測定ビームの干渉を検出するための手段はさらに、入射する光の強度を表す第２の信号を生成するようになされた第２の検出器を含む。偏光子はさらに、第３の偏光方向に直交する第４の偏光方向を有する光を選択しかつ第４の偏光方向を有する光を第２の検出器に供給するように構成される。それゆえ、測定用プローブの位置に関する、位置の正弦または位置の余弦に依存していて、第１の信号に対して位相シフトされた信号を生成することができ、それは、測定精度を向上させる役に立ち、かつ測定用プローブの動きの方向の判定を可能とし得る。
【００４０】
一部の実施形態では、偏光子は、第３の偏光方向を有する光および第４の偏光方向を有する光の一方を反射させかつ第３の偏光方向を有する光および第４の偏光方向を有する光の他方を透過させるようになされた偏光ビームスプリッタを含む。それゆえ、第３の偏光方向を有する光および第４の偏光方向を有する光を選択するようになされた偏光子を設けることが好都合である。
【００４１】
一部の実施形態では、光源は、予め定められた波長帯域内の光を放射するようになされ、および測定ビームを集光させるための手段は、測定ビームを集光させるようになされた集光光学素子および波長選択ミラーを含む。波長選択ミラーを、対物レンズの光軸に沿って配置し、予め定められた波長帯域内の光を反射させるようになす。波長選択ミラーを、集光光学素子からの光を対物レンズの方へ反射させるように向ける。予め定められた波長帯域外の波長を有する、対物レンズの物体平面にもたらされた物体からの光、例えば測定用プローブによって走査されるワークピースからの光は、波長選択ミラーを透過して、対物レンズの像平面に集光されてもよい。それゆえ、対物レンズを同時に使用して像平面に物体の像を形成し、かつ測定用プローブの動きを、干渉法を用いて検出してもよい。
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】先行技術の測定機器の概略的な断面図を示す。
【図２ａ】本発明の実施形態による測定機器の概略的な断面図を示す。
【図２ｂ】図２ａに示す測定機器における光路の概略図を示す。
【図３ａ】本発明の別の実施形態による測定機器における光路の概略図を示す。
【図３ｂ】測定機器における光の偏光を示す、図３ａに示す測定機器における光路の概略図を示す。
【図４ａ】図３ａおよび３ｂに示す測定機器において生成された重畳ビームの偏光状態を示す、概略図を示す。
【図４ｂ】図３ａおよび３ｂに示す測定機器において生成された重畳ビームの偏光状態を示す、概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図２ａは、本発明の実施形態による測定機器２００を示す概略的な断面図である。
【００４５】
測定機器２００は測定用プローブ２６０を含む。測定用プローブ２６０を、原子間力顕微鏡法、走査型トンネル顕微鏡法および／または近接場光学顕微鏡法などの走査型顕微鏡法の技術を使用して測定するように構成し得る。測定用プローブ２６０は、被調査物体２０１の表面を走査するようになされた測定先端部２６２と、測定用プローブ２６０の測定先端部２６２とは反対側に設けられた反射素子２６１とを含んでもよい。
【００４６】
一部の実施形態では、測定用プローブ２６０は、ＥＰ１  ６５３  ４７８Ａ２号に記載されており図１を参照して上述した表面性状測定用プローブの構成に対応する構成を有してもよい。他の実施形態では、測定用プローブ２６０は、当業者に周知のタイプの原子間力顕微鏡用カンチレバーを含んでもよい。そのような実施形態では、測定先端部２６２をカンチレバーと一体的に形成してもよい。さらに別の実施形態では、測定用プローブ２６０は、欧州特許出願第０８００９１３３．３号に開示されている構成に対応する構成、または欧州特許出願第０８００９１３１．７号に開示されている構成に対応する構成を有してもよい。
【００４７】
さらに別の実施形態では、測定用プローブ２６０は、当業者に周知のタイプの走査型トンネル顕微鏡用先端部を含んでもよい。
【００４８】
本発明の主題は、測定用プローブ２６０を走査型顕微鏡法に適合させる実施形態に限定されない。他の実施形態では、測定用プローブは、当業者に公知の座標測定器の測定センサを含み得る。
【００４９】
一部の実施形態では、測定用プローブ２６０の反射素子２６１は、測定用プローブ２６０の測定先端部２６２とは反対側に実質的に平面的な面を含み得る。これらの実施形態の一部では、反射素子２６１は、例えばアルミニウム等の反射性材料で形成し得る反射コーティングを含み得る。他の実施形態では、反射素子２６１は、異なる屈折率を有する複数の誘電体層で形成された誘電体ミラーを含んでもよい。誘電体層の材料、層数および厚みを、所望の波長範囲帯内にある光の比較的多くの部分を反射するようになしてもよい。別の実施形態では、反射素子２６１は、入射光を入射方向とは反対の方向に反射させるようになされた再帰反射鏡、例えばキャットアイ反射鏡を含んでもよい。
【００５０】
測定機器２００は、物体２０１を載置することのできるテーブル２０２と、テーブル２０２を動かすように構成された相対移動ユニット２０３とをさらに含む。
【００５１】
一部の実施形態では、相対移動ユニット２０３は、実質的に直交する２つの水平方向におよび各水平方向に実質的に直交する垂直方向にテーブル２０２を動かすような構成とすることができる。
【００５２】
さらに、測定機器２００は、対物レンズ２１１、対物レンズ２１１の光軸Ａ１に沿って配置された部分透過ミラー２１２と、画像取得ユニット２１３とを備える光学観測ユニット２１０を含む。
【００５３】
一部の実施形態では、画像取得ユニット２１３は、カメラ、例えば当業者に公知のタイプのＣＣＤカメラ、または写真用フィルムを備えるカメラを含んでもよい。他の実施形態では、カメラ２１３の代わりに接眼レンズを設けて物体２０１の目視検査をしてもよい。
【００５４】
光学観測ユニット２１０は、光軸Ａ１に対して実質的に垂直な予め定められた像平面２５４を含む。光学観測ユニット２１０がカメラを備える実施形態では、像平面２５４にカメラのセンサ素子を設けてもよい。光学観測ユニットが接眼レンズを備える実施形態では、像平面２５４において互いに交わる光線をコリメートするように、接眼レンズをなし得る。さらに、光学観測ユニット２１０は物体平面２５０を含む。物体平面２５０にある点を通る光線を、対物レンズ２１１によって像平面２５４にある像点に集光させる。それゆえ、対物レンズ２１１を、物体平面２５０にある物体２０１の一部分の像を像平面２５４に形成するようになし、画像取得ユニット２１３によってその像を観察および／または記録してもよい。
【００５５】
対物レンズ２１１は、対物レンズ２１１の焦点を通りかつ光軸Ａ１に対して垂直な焦点面２５１と、対物レンズ２１１の後側焦点を通る後側焦点面２５２とを含む。対物レンズ２１１の焦点面２５１は、対物レンズ２１１の物体平面２５０と同じ側に配置されており、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２は、対物レンズ２１１の像平面２５４と同じ側に配置されている。
【００５６】
対物レンズ２１１の焦点面２５１にある点を通る光線を対物レンズによってコリメートして、対物レンズ２１１の焦点面とは反対の側に実質的に平行な光線を得る。同様に、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２を通る光線をコリメートして、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２とは反対の側に実質的に平行な光線を得る。
【００５７】
一部の実施形態では、特に測定用プローブ２６０が、走査型顕微鏡法の技術によって物体２０１を調査するようになされている実施形態では、対物レンズ２１１は当業者に公知のタイプの顕微鏡対物レンズとし得る。他の実施形態では、対物レンズは、マクロ対物レンズ、測定対物レンズ、または当業者に公知の任意の他のタイプの対物レンズを含んでもよい。特に、測定用プローブ２６０が座標測定器の測定センサを含む実施形態では、対物レンズ２１１のフロントレンズと物体平面２５０との間に比較的長い距離をもたらす対物レンズ２１１を使用してもよい。測定機器２００はさらにホルダ２３１を含み、対物レンズ２１１をホルダ２３１に接続する。さらに、測定用プローブ２６０を支持構造２６３によってホルダ２３１に接続することができ、ここで、測定用プローブ２６０を対物レンズ２１１と物体平面２５１との間に設ける。一部の実施形態では、測定先端部２６２を対物レンズ２１１の光軸Ａ１に配置してもよい。支持構造２６３は、複数のビームおよび／または平行平面ガラス板などの透明な素子を含んでもよい。光軸Ａ１に対して垂直な水平方向における測定用プローブ２６０の直径は、対物レンズ２１１の直径よりも小さくてもよい。それゆえ、測定用プローブ２６０および支持構造２６３は、対物レンズ２１１の開口全体を覆うことはないので、測定用プローブ２６０があっても光学観測ユニット２１０によって物体２０１を検査してもよい。
【００５８】
光学観測ユニット２１０はさらに、光軸Ａ１に実質的に直交し得る光軸Ａ２に配置された光源２１４を含んでもよい。光源２１４により放射された光を部分透過ミラー２１２によって光軸Ａ１に沿うように向けることができる。光源２１４、部分透過ミラー２１２および対物レンズの配置を、光源２１４からの光によって対物レンズ２１１を通して物体２０１の一部分を照射するように、なせる。
【００５９】
例えば圧電アクチュエータを含んでもよいアクチュエータ２３２を、反射素子２６１備える測定用プローブ２６０を垂直方向に動かすようになしてもよい。それゆえ、一方では物体２０１と他方では測定用プローブ２６０との間の距離は、アクチュエータ２３２の動作によって変化し得る。アクチュエータ２３２を動作させると、測定用プローブ２６０、具体的には反射素子２６１の位置が変化し得る。
【００６０】
測定機器２００はさらに、測定用プローブ２６０と物体２０１との間の相互作用を表す信号に従ってアクチュエータ２３２を制御するようになされた駆動制御器２４０を含んでもよい。
【００６１】
測定用プローブ２６０が原子間力顕微鏡法に適合されている本発明の実施形態では、測定用プローブ２６０は、測定用プローブ２６０の弾性振動を励振させるようになされた測定用プローブアクチュエータを含んでもよい（図示せず）。測定先端部２６２が物体２０１の表面と相互作用する場合、振動の振幅、周波数および／または位相は測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の相互作用の強度、具体的には測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の距離に依存し得る。そのような実施形態では、測定先端部２６２の振動の周波数、振幅および／または位相が実質的に一定となるようにアクチュエータ２３２を制御するように駆動制御器２４０をなし得る。
【００６２】
測定用プローブ２６０が走査型トンネル顕微鏡法になされる実施形態では、測定先端部２６２と物体２０１との間を流れるトンネル電流のアンペア数が実質的に一定となるように駆動制御器２４０をなし得る。当業者に公知のように、トンネル電流のアンペア数は、測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の距離を表し得る。
【００６３】
測定用プローブ２６０が近接場光学顕微鏡法に適合される実施形態では、測定先端部２６２において散乱された光の強度が実質的に一定となるように駆動制御器２４０をなし得る。測定先端部２６２において散乱された光の強度を測定するために、図１を参照して上述した近接場測定ユニット１３０に類似の近接場測定ユニットを使用してもよい。当業者に公知のように、測定先端部２６２において散乱された光の強度は、測定先端部２６２の光近接場と物体２０１の表面との間の相互作用に依存し得る。
【００６４】
それゆえ、駆動制御器２４０は、測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の相互作用の強度が実質的に一定となるように、測定用プローブの位置を、それゆえ、反射素子２６１の位置も変更するように、アクチュエータ２３２を制御してもよい。
【００６５】
測定機器２００はさらに、相対移動ユニット２０３の動作を制御するようになされる制御器２４２を含んでもよい。それゆえ、測定用プローブ２６０に対して物体２０１を動かして、測定用プローブ２６０によって物体２０１の表面を走査してもよい。走査プロセス中、駆動制御器２４０によるアクチュエータ２３２の動作に起因して、測定用プローブ２６０は、表面形状、および／または測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の相互作用の、位置に依存した強度を表す動きをし得る。
【００６６】
従って、測定用プローブ２６０の動きを検出する一方で、測定用プローブ２６０を用いて物体２０１の表面を走査することによって、表面形状、および／または位置に対する測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の相互作用の強度の依存性を決定し得る。さらに、物体２０１の光遠視野像を光学観測ユニット２１０によって得る。それゆえ、光の波長によって制限される解像度において比較的大きな視野を提供する光遠視野結像技術、および比較的高解像度であるが比較的視野が狭くなり得る走査型顕微鏡法の技術の双方によって物体２０１を調査し得る。
【００６７】
測定機器２００はさらに、測定用プローブ位置測定ユニット２３０を含み、これにつき、以下図２ａおよび２ｂを参照して説明する。図２ｂに、測定用プローブ位置測定ユニット２３０における光の光路の概略図を示す。検査装置であるため、図２ｂでは測定機器２００の一部の構成部品の図示を省略した。
【００６８】
測定用プローブ位置測定ユニット２３０は、一部の実施形態では、対物レンズ２１１の光軸Ａ１に対して実質的に垂直であってもよい光軸Ａ３に沿って入射ビーム２７３を放射するようになされた光源２３５を含む。光源２３５を、入射ビーム２７３が比較的長い可干渉距離を有するようになすことができ、かつ比較的狭い波長帯域内で光を放射するようになしてもよい。さらに、入射ビーム２７３を実質的にコリメートするように光源２３５をなしてもよい。
【００６９】
一部の実施形態では、光源２３５は、非常に可干渉性で実質的に単色の光、例えばヘリウム−ネオンレーザを放射するようになされたレーザを含んでもよい。当業者に公知のように、レーザ光のビームの発散は比較的小さいので、実質的にコリメートされ得る。
【００７０】
他の実施形態では、光源２３５は、例えば水銀灯などのレーザ以外の光源であってもよい。そのような実施形態では、光源２３５は、レンズ、ミラーおよび／または絞りなどの光学素子を含んで実質的にコリメートされた入射ビーム２７３を生じるようにしてもよい。
【００７１】
測定用プローブ位置測定ユニット２３０はさらに、入射ビーム２７３を測定ビーム２７４および参照ビーム２７５に分割するようになされたビームスプリッタ２３６を含む。一部の実施形態では、測定ビーム２７４の強度と参照ビーム２７５の強度が実質的に等しくなるようにビームスプリッタ２３６を適合できる。
【００７２】
ビームスプリッタ２３６を、光軸Ａ３に沿って伝播する入射ビームの一部分を透過するように構成し得る。図２ａおよび２ｂに示す実施形態では、入射ビーム２７３の透過部分が測定ビーム２７４を形成する。入射ビーム２７３の他の部分はビームスプリッタ２３６によって反射されて参照ビーム２７５を形成し得る。一部の実施形態では、光軸Ａ３に対して実質的に垂直かつ光軸Ａ１に対して実質的に平行な光軸Ａ４に沿って参照ビーム２７５が伝播するようにビームスプリッタ２３６をなしてもよい。ビームスプリッタ２３６の反射面または界面は実質的に平面的であり、参照ビーム２７５を実質的にコリメートするようにする。
【００７３】
測定用プローブ位置測定ユニット２３０はさらに、参照ビーム２７５をビームスプリッタ２３６の方へ戻すように反射させるようになされた参照反射体２４１を含む。参照反射体２４１を、反射参照ビーム２７６が実質的にコリメートしかつ反射参照ビーム２７６を参照ビーム２７５の方向とは反対方向に伝播するように、構成し得る。一部の実施形態では、参照反射体２４１は、光軸Ａ４に対して垂直な反射面を有する平面鏡を備える。他の実施形態では、参照反射体２４１は、再帰反射鏡に入射する光を入射方向とは反対の方向に反射させるようになされた再帰反射鏡、例えばキャットアイ反射鏡を含み得る。
【００７４】
測定ビーム２７４は、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２上で集光する。このために、測定用プローブ位置測定ユニット２３０は、例えば、１つ以上のレンズの形態で設けられていてもよい集光光学素子２５３と、波長選択ミラー２３４とを含み得る。波長選択ミラー２３４を対物レンズ２１１の光軸Ａ１に沿って配置し、予め定められた波長帯域内の波長を有する光を反射させるようになす。波長選択ミラー２３４の反射波長帯域は、光源２３５が放射する光の波長帯域を含んで、波長選択ミラー２３４によって測定ビーム２７４が反射されるようにしてもよい。
【００７５】
光源２３５が実質的に単色の光を放射するようになされる実施形態では、波長選択ミラー２３４を、光源２３５によって放射された光の波長を有する光を選択的に反射するようになしてもよい。波長選択ミラー２３４および集光素子２５３を、集光素子２５３と後側焦点面２５２との間の光路長が集光素子２５３の焦点距離と実質的に等しくなるように配置でき、かつ波長選択ミラー２３４の反射面を実質的に平面にし得る。それゆえ、実質的にコリメートされた測定ビーム２７４は、対物レンズ２１１の後側焦点面にある点に集光してもよい。
【００７６】
一部の実施形態では、測定ビーム２７４は、対物レンズ２１１の後側焦点に集光し得る。このために、集光素子２５３の光軸を光軸Ａ３と位置を合わせることができ、波長選択ミラー２３４の実質的に平面的な反射面を光軸Ａ３と光軸Ａ１との間の交点に配置することができ、ここで、反射面は、光軸Ａ３と光軸Ａ１との間の角度の二等分線に対して実質的に垂直である。
【００７７】
しかしながら、本発明は、測定ビーム２７４が対物レンズ２１１の後側焦点に集光される実施形態に限定されない。他の実施形態では、測定ビームは、後側焦点面２５２の別の点に集光してもよい。
【００７８】
測定ビーム２７４は、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２内にある点に集光するので、測定ビーム２７４の光線は、後側焦点面２５２にある点に交差する。そのため、上述のように、測定ビーム２７４は対物レンズ２１１によってコリメートされて、測定ビーム２７４の光線が、対物レンズ２１１の物体平面２５０に向く側において実質的に平行となる。
【００７９】
対物レンズ２１１によるコリメート後、測定ビーム２７４は測定用プローブ２６０の反射素子２６１に入射し、反射素子２６１によって反射される。
【００８０】
ビームスプリッタ２３６と集光素子２５３との間のコリメートされた測定ビーム２７４の直径ｄ１と、対物レンズ２１１の物体平面２５０に向く側の測定ビーム２７４の直径ｄ２との比は、集光素子２５３および対物レンズ２１１の特性、例えば焦点距離および／またはその倍率の影響を受け得る。一部の実施形態では、直径ｄ２は直径ｄ１よりも小さくなり得る。
【００８１】
一部の実施形態では、集光素子２５３および対物レンズ２１１を、測定ビームの直径ｄ２が反射素子２６１の直径以下となるようになす。それゆえ、実質的に測定ビーム２７４全体を反射素子２６１によって反射させることができる。これは、測定ビーム２７４の光損失を減少させるのに役立ち、かつ被調査物体２０１の表面において測定ビーム２７４を不要に反射させることを回避するのに役立ち得る。
【００８２】
反射素子２６１を、反射素子２６１への測定ビーム２７４の入射方向に対して反対方向に測定ビーム２７４を反射させるように適合できる。それゆえ、反射測定ビーム２７７は、測定ビーム２７４と実質的に同じビーム経路を進み得る。
【００８３】
測定ビーム２７４が対物レンズの後側焦点に集光する場合、対物レンズ２１１の物体側において得られた、コリメートされた測定ビームは、対物レンズ２１１の光軸Ａ１に対して実質的に平行になり得る。そのような実施形態では、反射素子２６１が光軸Ａ１に対して垂直な平面的な反射面を含む場合に、反射測定ビーム２７７は光軸Ａ１に対して平行である一方、測定ビーム２７４に対して反対方向に伝播し得る。
【００８４】
測定ビーム２７４が、対物レンズの後側焦点面２５２内にある後側焦点以外の点に集光する場合、対物レンズ２１１の物体側において得られた、コリメートされた測定ビーム２７４は、光軸Ａ１に対して斜めになり得る。その場合、光軸Ａ１とコリメートされた測定ビーム２７４との間の角度は、光軸Ａ１と、測定ビーム２７４が集光する点との間の距離が長くなるにつれて大きくなり得る。そのような実施形態では、反射素子２６１が光軸Ａ１に対して傾斜している場合に、反射測定ビーム２７７は、測定ビーム２７４の伝播方向とは反対方向に伝播し、入射測定ビーム２７４と同じビーム経路を進む。
【００８５】
一部の実施形態では、後側焦点面２５２内にある、測定ビーム２７４が集光する点を、反射測定ビーム２７７が入射測定ビーム２７４と同じビーム経路を進むように調整してもよい。このために、波長選択ミラー２３４および／または集光素子２５３を動かしてもよい。それゆえ、測定用プローブ２６０の製造誤差および／または測定用プローブ２６０の対物レンズ２１１の光軸Ａ１に対する位置合わせの誤差を補償し得る。
【００８６】
他の実施形態では、反射素子２６１は、測定ビーム２７４を比較的大きな範囲の入射角の測定ビームの入射方向２７３とは反対の方向に反射させるようになされた再帰反射鏡を含んでもよい。例えば、反射素子２６１は、当業者に公知のタイプのキャットアイ反射鏡を含むことができる。好都合なことに、これは、測定用プローブ２６０および／または測定機器２００の他の構成部品の位置合わせの誤差に対する測定用プローブ位置測定ユニット２３０の許容範囲を大きくするのに役立ち得る。
【００８７】
反射素子２６１での反射後、反射測定ビーム２７７を対物レンズ２１１によって集光させる。反射測定ビーム２７７は、反射素子での反射後も依然としてコリメートされているので、反射測定ビーム２７７は、対物レンズ２１１の後側焦点面２５２内にある点に集光されてもよく、かつ集光素子２５３によって再びコリメートされてもよい。それにより、集光素子２５３によるコリメーション後、反射測定ビーム２７７の直径が、ビームスプリッタ２３６と集光素子２５３との間の測定ビーム２７４の直径ｄ１と実質的に等しくなるように、反射測定ビーム２７７の直径を大きくしてもよい。
【００８８】
反射測定ビーム２７７の一部分がビームスプリッタ２３６において反射され、反射参照ビーム２７６の一部分がビームスプリッタ２３６によって透過される。反射測定ビーム２７７のビームスプリッタ２３６において反射された部分、および反射参照ビーム２７６のビームスプリッタ２３６によって透過された部分が、光軸Ａ４に沿って実質的に同じ方向に伝播してもよい。それゆえ、重畳ビーム２７８が生じる。
【００８９】
一方における測定ビーム２７４および反射測定ビーム２７７の光路長と、他方における参照ビーム２７５および反射参照ビーム２７６の光路長との差は、光源２３５からの光の可干渉距離よりも短い。それゆえ、重畳ビーム２７８が生じる場合、反射測定ビーム２７７および反射参照ビーム２７６は、互いに干渉し得る。
【００９０】
測定用プローブ位置測定ユニット２３０は、反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の干渉を検出するための手段２３８を含んでもよい。ビームスプリッタ２３６が非偏光ビームスプリッタである本発明の実施形態では、反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の干渉を検出するための手段は、重畳ビーム２７８の強度を測定するための手段を含んでもよく、その手段は、一部の実施形態では、光センサ２７０（例えば光ダイオード）、および重畳ビーム２７８を光センサ２７０に集光させるようになされたレンズ２７１の形態で設けられ得る。
【００９１】
反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の位相差が実質的に２πの整数倍である場合、一方では測定ビーム２７４および反射測定ビーム２７７によって得られた光路長と、他方では参照ビーム２７５および反射参照ビーム２７６によって得られた光路長との間の差が、零または光源２３５によって放射された光の波長の整数倍に等しいことに対応して、反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の干渉が強まり、光センサ２７０によって測定された光の強度を高くなる。
【００９２】
反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の位相差が２πｎ＋π（ここでｎは整数である）に等しい場合、（２ｎ＋１）λ（ここでｎは整数であり、λは、光源２３５によって放射された光の波長である）の光路長の差に対応して、反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の干渉が弱められ、光センサ２７０によって測定された光の強度が低くなる。
【００９３】
反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の中間位相差の場合、光センサ２７０によって光の中間強度を測定し得る。
【００９４】
物体２０１の表面を走査する時に、駆動制御器２４０によってアクチュエータ２３２の作動させることにより測定用プローブ２６０の反射素子２６１を対物レンズ２１１の光軸Ａ１の方向に動かす場合、測定ビーム２７４および反射測定ビーム２７７の光路長を変更する一方、参照ビーム２７５および反射参照ビーム２７６の光路長は実質的に変更しないままとし得る。それゆえ、反射測定ビーム２７７と反射参照ビーム２７６との間の位相差が変更される。
【００９５】
それゆえ、測定用プローブ２６０の動き、従って、表面形状、および／または測定先端部２６２と物体２０１の表面との間の相互作用の、位置に依存した強度を、重畳ビーム２７８の干渉を測定することによって検出してもよい。
【００９６】
本発明の別の実施形態を、以下図３ａ〜３ｂを参照して説明する。
【００９７】
図３ａは、本発明の別の実施形態による測定機器３００の測定用プローブ位置測定ユニット３３０にある光の光路の概略図を示す。測定用プローブ位置測定ユニット３３０の一部ではない測定機器３００の構成部品は、図２ａおよび２ｂを参照して上述した測定機器２００の対応する構成部品に対応する特徴を有してもよい。便宜上、図３ａでは、図２ｂと同様に、検査装置のための測定機器３００の一部の構成部品の図示を省略した。図３ｂでは、測定用プローブ位置測定ユニット３３０における光の偏光方向を示す。
【００９８】
測定用プローブ位置測定ユニット３３０は、入射ビーム３７３を放射するようになされた光源３３５と、測定ビーム３７４および参照ビーム３７５を生成する偏光ビームスプリッタ３３６と、参照ビーム３７５を偏光ビームスプリッタ３３６の方へ反射させるようになされた参照反射体２４１と、測定用プローブ２６０の反射素子２６１における測定ビーム３７４の反射によって得られた反射測定ビーム３７７と反射参照ビーム３７６との間の干渉を検出するための手段３３８とを含む。
【００９９】
さらに、測定用プローブ位置測定ユニット３３０は、測定ビーム３７４を対物レンズ２１１の後側焦点面２５２に集光させる手段を含んでいて、対物レンズ２１１によってこの集光された測定ビーム３７４をコリメートする。測定ビーム３７４を集光させる手段は、集光素子２５３および波長選択ミラー２３４の形態で設けられ得る。
【０１００】
参照ミラー２４１、集光素子２５３、波長選択ミラー２３４、対物レンズ２１１および測定用プローブ２６０は、図２ａおよび２ｂを参照して上述した測定機器２００の各構成部品の特徴と対応する特徴を有してもよい。
【０１０１】
偏光ビームスプリッタ３３６を、測定ビーム３７４および参照ビーム３７５が直線偏光にされるようになす。測定ビーム３７４が偏光ビームスプリッタ３３６を出射すると得られる測定ビーム３７４の初期の偏光方向は、参照ビーム３７５が偏光ビームスプリッタ３３６を出射すると得られる参照ビーム３７５の初期の偏光方向に、実質的に直交し得る。
【０１０２】
光源３３５は、測定ビーム３７４の初期の偏光方向に第１の偏光成分および参照ビーム３７５の偏光方向に第２の偏光成分を有する光を放射するようになされ得る。一部の実施形態では、測定ビーム３７４の初期の偏光方向と参照ビーム３７５の初期の偏光方向との中間の偏光方向を有する、直線偏光にされた光を放射するように、光源３３５を構成してもよい。他の実施形態では、光源３３５は、実質的に非偏光または楕円偏光、例えば円偏光を放射するようになされ得る。
【０１０３】
測定ビーム３７４の初期の偏光方向は、実質的に光軸Ａ１と光軸Ａ３との間に広がる平面内にあってもよく、その平面は、図３ｂにおいて矢印３８０で概略的に示す平面である。初期の参照ビーム３７５の偏光方向は、図３ｂにシンボル３８１で概略的に示すように、光軸Ａ１と光軸Ａ３との間に広がる平面に対して垂直であってもよい。光学分野では恒例の通り、シンボル３８１は、図の平面に対して垂直でありかつ観察者に対して向かっている矢印であると解釈される。
【０１０４】
本発明は、測定ビーム３７４の初期の偏光方向が図３ｂに示す平面内にありかつ参照ビーム３７５の偏光方向が図３ｂに示す平面に対して垂直である実施形態に限定されない。他の実施形態では、測定ビーム３７４の初期の偏光方向は、図の平面に対して垂直であり、かつ初期の参照ビーム３７５の偏光方向は図の平面内にあってもよく、または両偏光方向とも図の平面に対して斜めであってもよい。
【０１０５】
一部の実施形態では、偏光ビームスプリッタ３３６は、第１の平面内にある偏光方向を有する光を反射させかつ第２の平面内にある偏光方向を有する光を透過するようになされていてもよい。例えば、偏光ビームスプリッタ３３６は、図３ｂに示す平面内にある偏光方向を有する光を透過し、かつ図３ｂに示す平面に対して垂直な偏光方向を有する光を反射させてもよい。
【０１０６】
測定ビーム３７４の初期の偏光方向が図３ｂに示す平面内にある実施形態では、測定ビーム３７４の偏光方向は、測定ビーム３７４が集光素子２５３によって集光され、波長選択ミラー２３４によって反射されかつ対物レンズ２１１によってコリメートされるときに、図の平面内に留まってもよい。
【０１０７】
測定用プローブ位置測定ユニット３３０は、対物レンズ２１１と測定用プローブ２６０との間に設けられた４分の１波長（λ）板３０１を含んでもよい。４分の１波長（λ）板３０１の光軸は、測定ビーム３７４の偏光方向に対して斜めであってもよい。例えば、４分の１波長（λ）板３０１の光軸および測定ビーム３７４の偏光方向は、約４５度の角度をなしてもよい。それゆえ、４分の１波長（λ）板３０１を通過した後、測定ビーム３７４は円偏光されてもよい。
【０１０８】
一部の実施形態では、４分の１波長（λ）板３０１を測定用プローブ２６０に取り付けてもよい。
【０１０９】
測定ビーム３７４は４分の１波長（λ）板３０１を通過した後、測定用プローブ２６０の反射素子２６１によって反射され、かつ対物レンズ２１１によって集光される前に再び４分の１波長（λ）板３０１を通過する。４分の１波長（λ）板３０１を通過後、反射測定ビーム３７７は直線偏光にされ、測定ビーム３７４の初期の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する。
【０１１０】
測定ビームの初期の偏光方向が図３ｂに示す平面内にある実施形態では、反射測定ビームの偏光方向は、反射測定ビーム３７７が４分の１波長（λ）板３０１を通過した後、図の平面に対して垂直であってもよく、および反射測定ビーム３７７が対物レンズ２１１によって集光され、波長選択ミラー２３４によって反射されかつ集光素子２５３によってコリメートされるときには図の平面内に留まっていてもよい。
【０１１１】
測定用プローブ位置測定ユニット３３０はさらに、偏光ビームスプリッタ３３６と参照ミラー２４１との間に設けられた４分の１波長（λ）板３０２を含んでもよい。参照ビーム３７５が４分の１波長（λ）板３０２を通過するとき、円偏光が得られる。参照ミラー２４１での反射後、反射参照ビーム３７６もまた円偏光となる。反射参照ビーム３７６が４分の１波長（λ）板３０２を通過するとき、参照ビーム３７５の初期の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する直線的な偏光が得られる。従って、参照ビーム３７５の初期の偏光方向が図３ｂに示す平面に対して垂直である実施形態では、反射参照ビーム３７６が４分の１波長（λ）板３０２を通過した後に得られる反射参照ビーム３７６の偏光方向は、図の平面内にある。
【０１１２】
測定ビーム３７４、反射測定ビーム３７７、参照ビーム３７５および反射参照ビーム３７６の偏光状態の変更により、偏光ビームスプリッタ３３６に達したとき、反射測定ビーム３７７は、参照ビーム３７５の初期の偏光方向と同じ平面にある偏光方向を有し、および反射参照ビーム３７６は、測定ビーム３７４の初期の偏光方向と同じ平面にある偏光方向を有する。
【０１１３】
それゆえ、偏光ビームスプリッタ３３６が、測定ビーム３７４を生成するために第１の平面内にある偏光方向を有する光を透過させかつ参照ビーム３７５を生成するために第２の平面内にある偏光方向を有する光を反射させるようになされている実施形態では、反射測定ビーム３７７は、偏光ビームスプリッタ３３６において反射され、かつ反射参照ビーム３７６は、偏光ビームスプリッタ３３６によって透過される。反対に、測定ビーム３７４が偏光ビームスプリッタ３３６によって反射されかつ参照ビーム３７５が偏光ビームスプリッタ３３６によって透過される実施形態では、反射測定ビーム３７７は偏光ビームスプリッタ３３６によって透過され、かつ反射参照ビーム３７６は偏光ビームスプリッタ３３６によって反射される。
【０１１４】
それゆえ、偏光ビームスプリッタ３３６において、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６は互いに重畳されて重畳ビーム３７８を生成し、ここで重畳ビーム３７８は、偏光ビームスプリッタ３３６から光源３３５に向かう方向以外の方向に伝播する。
【０１１５】
測定ビーム３７４の部分および／または反射測定ビーム３７７の部分が、測定用プローブ２６０の反射素子２６１以外の測定機器３００の光学部品において反射されてもよい。例えば、測定ビーム３７４の部分は、集光素子２５３の光学表面および／または対物レンズ２１１の光学表面において反射されてもよい。測定ビームが４分の１波長（λ）板３０１を通過する前に反射される測定ビーム３７４の部分の偏光方向は、測定ビーム３７４の初期の偏光方向と同じ平面内にあってもよい。
【０１１６】
反射測定ビーム３７７が４分の１波長（λ）板３０１を通過した後に光学部品によって反射される、反射測定ビーム３７７の部分の偏光方向は、反射測定ビーム３７７の偏光方向と同じ平面内にあってもよい。しかしながら、そのような反射測定ビーム３７７の部分は、測定用プローブ２６０に向かって反射され、測定用プローブ２６０の反射素子２６１での反射後にのみ偏光ビームスプリッタ３３６に達する。それにより、反射測定ビーム３７７の反射された部分は４分の１波長（λ）板３０１を２回通過し、そのような部分の偏光方向は再び９０度回転される。
【０１１７】
従って、偏光ビームスプリッタ３３６と４分の１波長（λ）板３０１との間で反射される反射測定ビーム３７７の全部分は、測定ビーム３７４の初期の偏光方向と同じ平面にある偏光方向を有する。
【０１１８】
それゆえ、偏光ビームスプリッタ３３６に到達するとき、集光素子２５３および対物レンズ２１１の光学表面において反射された測定ビーム３７４および反射測定ビーム３７７の部分は、反射測定ビーム３７７の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有し、偏光ビームスプリッタ３３６によって、重畳ビーム３７８の伝播方向には向けられない。例えば、それらの部分は、光源３３５に向けられてもよい。それゆえ、測定ビーム３７４および反射測定ビーム３７７の望ましくない反射をなくすことができる。これは、測定用プローブ２６０の位置の測定精度を向上させるのに役に立ち得る。
【０１１９】
重畳ビーム３７８が生成されると、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６は互いに干渉する。図４ａおよび４ｂを参照して以下説明するように、干渉のため、重畳ビーム３７８の偏光方向は、測定ビーム３７４および反射測定ビーム３７７の光路長に依存し得る。
【０１２０】
図４ａに、反射測定ビーム３７７と反射参照ビーム３７６との間の位相差が２πｎ（ここでｎは整数である）であり、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６が同相となる場合の、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６の重畳を示す図４０１を示す。第１の座標軸４０２が、反射参照ビーム３７６の偏光面にある電界の成分を示し、第２の座標軸４０３が、反射測定ビーム３７７の偏光面にある電界の成分を示す。矢印４０４が、反射参照ビーム３７６の電界を示し、矢印４０５が、反射測定ビーム３７７の電界を示す。矢印４０６が、重畳ビーム３７８の電界を示し、それは電界４０４、４０７のベクトル加法により得られる。
【０１２１】
図４ｂに、反射参照ビーム３７６と反射測定ビーム３７７との間の位相差が２πｎ＋π（ここでｎは整数である）であり、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６が逆相となる場合の、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６の重畳を示す図４１０を示す。図４ａと同様に、第１の座標軸４０２が、反射参照ビーム３７６の偏光面にある電界の成分を示し、第２の座標軸４０３が、反射測定ビーム３７７の偏光面にある電界の成分を示す。矢印４１４が、反射参照ビーム３７６の電界を示し、矢印４１５が、反射測定ビーム３７７の電界を示し、矢印４１６が、重畳ビーム３７８の電界を示す。
【０１２２】
図４ａに示す状況と比較して、図４ｂに示す状況では、反射測定ビーム３７７の電界は反対方向に向いている一方、反射参照ビーム３７６の電界は同じ方向に向いている。反射参照ビーム３７６の強度と反射測定ビーム３７７の強度がほぼ等しい場合、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６が同相にあると得られる電界４０６は、反射測定ビーム３７７および反射参照ビーム３７６が逆相にあると得られる電界４１６の方向に対して実質的に直交している。
【０１２３】
それゆえ、図４ａに示す状況では、重畳ビーム３７８は直線偏光にされ、ここで、偏光方向は平面４０７内にあり、反射参照ビーム３７６の偏光方向と約４５度の角度をなす。図４ｂに示す状況では、重畳ビーム３７８は直線偏光にされ、偏光方向は平面４０８にあり、反射参照ビーム３７６の偏光方向と約１３５度の角度をなし、かつ平面４０７に対して実質的に直交する。
【０１２４】
反射参照ビーム３７６と反射測定ビーム３７７との間の位相差が、２πｎと２πｎ＋πとの間の位相差の中間にある場合、重畳ビーム３７８は楕円偏光または円偏光となり得る。
【０１２５】
測定用プローブ位置測定ユニット３３０は、反射測定ビーム３７７と反射参照ビーム３７６との間の干渉を検出するための手段３３８を含む。一部の実施形態では、干渉を検出するための手段３３８は、例えば光ダイオードなどの第１の光検出器３０８、および偏光子３０３を含んでもよい。干渉を検出するための手段３３８はさらに第２の光検出器３１０を含んでもよく、この第２の光検出器も光ダイオードを含んでもよい。
【０１２６】
一部の実施形態では、第１の光検出器３０８に向かう第１の偏光方向を有する光を反射させかつ第２の光検出器３１０への第２の偏光方向を有する光を透過するようになされた偏光ビームスプリッタの形態の偏光子３０３を設けることができる。偏光子３０３と光検出器３０８、３１０との間にレンズ３０７、３０９を設けて、偏光子３０３によって反射された光および透過された光をそれぞれ、第１の光検出器３０８および第２の光検出器３１０に集光してもよい。
【０１２７】
第１の偏光方向が、図４ａおよび４ｂに示す平面４０７および４０８の一方に対して実質的に平行となり、かつ第２の偏光方向が平面４０７および４０８の他方に対して実質的に平行となるように、偏光子３０３を向けてもよい。それゆえ、一部の実施形態では、第１の光検出器３０８は、反射参照ビーム３７６の偏光方向と約４５度の角度をなす偏光方向を有する偏光成分の強度を測定してもよいが、第２の光検出器３１０は、反射参照ビーム３７６の偏光方向と約１３５度の角度をなす偏光方向を有する重畳ビーム３７８の偏光成分の強度を測定してもよい。
【０１２８】
測定用プローブ２６０を対物レンズ２１１の光軸Ａ１と平行な方向に動かし、かつそれに従って反射参照ビーム３７６と反射測定ビーム３７７との間の位相差が変更される場合、第１の光検出器３０８および第２の光検出器３１０によって測定された強度は、第１の光センサ３０８によって測定された強度と第２の光センサ３１０によって測定された強度との間の位相シフトが約π／２で周期的に変化してもよい。一部の実施形態では、第１の光センサ３０８によって測定された強度は、実質的に、測定用プローブ２６０の位置の余弦に依存していてもよく、第２の光センサ３１０によって測定された強度は、実質的に、測定用プローブ２６０の位置の正弦に依存していてもよい。これにより、光センサ３０８、３１０によって測定された強度から測定用プローブ２６０の動きの方向を推論することが可能となり、かつ測定用プローブ２６０の位置における測定精度を向上させるのに役立ち得る。その際、光検出器３０８、３１０の一方によって測定された強度は最大または最小に近い。
【０１２９】
本発明は、偏光子３０３が偏光ビームスプリッタを含む実施形態に限定されない。他の実施形態では、偏光子３０３は、非偏光ビームスプリッタを含んでもよく、非偏光ビームスプリッタと光検出器３０８、３１０との間に当業者に公知のタイプの偏光フィルタを設けてもよい。
【０１３０】
さらに、本発明は、波長選択ミラー２３４を使用して測定ビーム３７４を対物レンズ２１１の後側焦点面２５２に集光させる実施形態に限定されない。他の実施形態では、このためにビームスプリッタを使用してもよい。別の実施形態では、揺動ミラーを使用してもよい。揺動ミラーは、測定用プローブ２６０の位置を測定するために対物レンズ２１１の光路へ移動できてもよく、かつ対物レンズ２１１の光路外へ動いて、光学観測ユニット２１０によって測定用プローブの検査をしてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１００・・・機器、１０１・・・ワークピース、１０２・・・テーブル、１０３・・・相対移動ユニット、１１０・・・光学観測ユニット、１１１・・・対物レンズ、１１２・・・ハーフミラー、１１３・・・カメラ、１１４・・・光源、１３０・・・近接場測定ユニット、１３１・・・ホルダ、１３２・・・アクチュエータ、１３４・・・ハーフミラー、１３５・・・レーザ光源、１３６・・・ハーフミラー、１３７・・・ミラー、１３８・・・光子検出器、１３９・・・復調器、１４０・・・駆動制御器、１６０・・・表面性状測定用プローブ、２００・・・測定機器、２０１・・・物体、２０２・・・テーブル、２０３・・・相対移動ユニット、２１０・・・光学観測ユニット、２１１・・・対物レンズ、２１２・・・部分透過ミラー、２１３・・・画像取得ユニット、カメラ、２１４・・・光源、２３０・・・測定用プローブ位置測定ユニット、２３１・・・ホルダ、２３２・・・アクチュエータ、２３４・・・波長選択ミラー、２３５・・・光源、２３６・・・ビームスプリッタ、２３８・・・反射測定ビームと反射参照ビームとの間の干渉を検出するための手段、２４０・・・駆動制御器、２４１・・・参照反射体、参照ミラー、２５０・・・物体平面、２５１・・・焦点面、２５２・・・後側焦点面、２５３・・・集光光学素子、２５４・・・像平面、２６０・・・測定用プローブ、２６１・・・反射素子、２６２・・・測定先端部、２６３・・・支持構造、２７０・・・光センサ、２７１・・・レンズ、２７３・・・入射ビーム、２７４・・・測定ビーム、２７５・・・参照ビーム、２７６・・・反射参照ビーム、２７７・・・反射測定ビーム、２７８・・・重畳ビーム、３００・・・測定機器、３０１・・・４分の１波長（λ）板、３０２・・・４分の１波長（λ）板、３０３・・・偏光子、３０７・・・レンズ、３０８・・・第１の光検出器、第１の光センサ、３０９・・・レンズ、３１０・・・第２の光検出器、光センサ、３３０・・・測定用プローブ位置測定ユニット、３３５・・・光源、３３６・・・偏光ビームスプリッタ、３３８・・・反射測定ビームと反射参照ビームとの間の干渉を検出するための手段、３７３・・・入射ビーム、３７４・・・測定ビーム、３７５・・・参照ビーム、３７６・・・反射参照ビーム、３７７・・・反射測定ビーム、３７８・・・重畳ビーム、３８０・・・測定ビームの初期の偏光方向、３８１・・・参照ビームの初期の偏光方向、４０１・・・反射測定ビームと反射参照ビームとの間の位相差が２πｎであり、反射測定ビームおよび反射参照ビームが同相となる場合の、反射測定ビームおよび反射参照ビームの重畳を示す図、４０２・・・第１の座標軸、４０３・・・第２の座標軸、４０４・・・反射参照ビームの電界、４０５・・・反射測定ビームの電界、４０６・・・重畳ビーム３７８の電界、４０７・・・電界、平面、４０８・・・平面、４１０・・・反射参照ビームと反射測定ビームとの間の位相差が２πｎ＋πであり、反射測定ビームおよび反射参照ビームが逆相となる場合の、反射測定ビームおよび反射参照ビームの重畳を示す図、４１４・・・反射参照ビームの電界、４１５・・・反射測定ビームの電界、４１６・・・重畳ビームの電界、Ａ１・・・光軸��Ａ２・・・光軸、Ａ３・・・光軸、Ａ４・・・光軸、ｄ１・・・測定ビームの直径、ｄ２・・・測定ビームの直径、Ｌ１・・・光路、光軸、Ｌ２・・・光軸、Ｌ４・・・光軸、Ｌ４１・・・光軸
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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