(57)【要約】   記載無し。【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉測定装置であって、  深さ方向において連続する複数の層から成る層構造体を測定し、  前記干渉測定装置は、自動的に前記層構造体をその深さ方向（Ｚ）において走査する走査装置を有しており、  当該走査装置によって干渉面（ＩＥ）が層構造体に対して相対的にずらされ、  前記干渉測定装置は白色光干渉計（ＷＬＩ）および／または波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）を有する干渉計部分を有しており、  当該干渉計部分には、放射ユニット（ＬＱ）から測定のために入射ビームが供給され、該入射ビームはビーム分配器（ＳＴ）によって分割され、一方では参照ビーム路を介して参照ビーム（ＲＳＴ）として参照アーム（ＲＡ）に供給され、他方では対象物ビーム路を介して対象物ビーム（ＯＳＴ）として、測定時に、層構造体を有している対象物アーム（ＯＡ）に供給され、  前記干渉測定装置は画像撮影部（ＢＡ）を有しており、該画像撮影部は参照アーム（ＲＡ）および対象物アーム（ＯＡ）から戻ってきた、干渉しているビームを撮影し、電気信号に変え、  前記干渉測定装置は、測定結果を供給する、後置接続された評価装置（ＡＷ）を有する形式のものにおいて、  前記走査装置は、参照ビーム路および対象物ビーム路が変わらない場合には、属する走査路が少なくとも、予期される、または事前測定で求められる、連続した検出されるべき少なくとも２つの層構造体境界面の間隔と同じ長さになるように構成されており、場合によっては前記境界面の予期される深部構造も加えられ、  ａ）白色光干渉計（ＷＬＩ）として放射ユニットを有する干渉計部分（ＩＴ）を構成する場合には、前記入射ビームのコヒーレンス長（Ｉｃ）は最長で、深部走査の際に順次生じるコレログラムの最大干渉が、検出されるべき前記境界面で区別可能であるように選択され、および／または  ｂ）波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）として放射ユニットを有する干渉計部分（ＩＴ）を構成する場合には、放射ユニットは狭い帯域幅の、調整可能な入射ビームを伴って構成され、  前記入射ビームの帯域幅は、検出されるべき連続して位置する境界面の予期される、または事前測定によって見積もられた最小間隔が解像可能であるように選択され、  および／またはｃ）スペクトル帯域幅の広い放射ユニットおよび検出器としての波長走査光学スペクトル分析器を有する波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）として干渉計部分（ＩＴ）を構成する場合には、入射ビームの帯域幅は、検出されるべき、連続して位置する境界面の予期される、または事前測定によって見積もられた最小間隔が分解可能であるように選択される、ことを特徴とする干渉測定装置。
【請求項２】
受信部はｘ方向／ｙ方向において面状の解像度を有しており、当該解像度は、ｘ方向／ｙ方向における層表面の部分的な高さ変化の結像よりも高い、請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記評価装置（ＡＷ）内にアルゴリズムがプログラミングされており、当該アルゴリズムによって個々の層が相互に別個に検出可能であり、当該検出は深部走査サイクルの間に前記境界面に生じているコレログラムの順番によって割り当てを行うことによって行われる、請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
予期される境界面に対する数を入力するために、ユーザによって操作可能な入力ユニットが設けられている、請求項３記載の測定装置。
【請求項５】
前記評価装置（ＡＷ）は粗評価装置を有しており、該粗評価装置によって、コレログラムの粗検出に基づいて、存在する層の数または境界面の数を求めることが可能であり、  前記評価装置（ＡＷ）は、求められた層の数が自動的に評価部分内に伝送されるか、またはユーザによって入力ユニットを介して入力可能であるように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項６】
前記評価装置（ＡＷ）は、検出されるべき層に対して分割されたメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・）を有しており、当該メモリ領域には深部走査の間、各境界面に対応付けされたコレログラムのデータが別個に割り当て可能であり、  前記各コレログラムは自身の走査位置（ｚ）に関連付けされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項７】
前記メモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・９）は回転メモリ領域（ＳＢＵ）として構成されている、請求項６記載の測定装置。
【請求項８】
前記境界面に関連しているコレログラムの撮影のために、境界面の数を少なくとも１つぶんだけ上回る数のメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・）が存在し、  当該メモリ領域のうちの１つのメモリ領域は、深部走査の間に目下の走査データを書き込むためのアクティブなメモリ領域として用いられ、残りのメモリ領域は、求められた、各境界面に割り当てられたコレログラムデータを収容するために用いられる、請求項６または７記載の測定装置。
【請求項９】
前記評価装置（ＡＷ）は１つの評価領域を有しており、当該評価領域は深部走査の間に前記電気信号から得られた強度値（Ｉ）の変調（Ｍ）を計算するように、および各境界面に属するコレログラムを当該変調（Ｍ）から検出するように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１０】
前記評価装置（ＡＷ）は、評価モジュールを有しており、当該評価モジュールによって、各境界面構造の微細測定が行われる、請求項５から９までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１１】
前記評価装置（ＡＷ）は、深部走査の間に同時に、深部走査の方向（Ｚ）に延在する走査跡が、種々の横方向に、ｘ−ｙ方向で直接的または間接的に隣接する境界面領域において相応に評価可能であるように構成されている、請求項２から１０までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１２】
前記評価装置（ＡＷ）は、各深部走査に対する、ｘ−ｙ方向に隣接する境界面領域の境界面データが相互に関連付け可能であり、かつ相互に関連して評価可能であるように構成されている、請求項１１記載の測定装置。
【請求項１３】
白色光干渉計（ＷＬＩ）および波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）によって干渉計部分（ＷＬＩ）を構成する場合に、深部走査サイクル時に事前測定において全体的な層構造体が、波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）によって重要領域を求めるために粗く測定され、後続の深部走査サイクル時の後測定において、少なくとも当該重要領域の精密測定がより高い解像度で行われるように、前記評価装置（ＡＷ）が構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１４】
前記評価装置（ＡＷ）は、異なる計算指数の媒体の間の、縞によって生起された境界面での干渉コントラストまたは位相シフトの評価から、層構造体内で縞を検出するように構成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１５】
前記評価装置（ＡＷ）は、材料変化または材料移行によって生起された境界面または境界層での干渉コントラストまたは位相シフトの評価から、材料変化または材料移行を検出するように構成されており、当該境界面または境界層は異なる計算指数によって生じており、  当該検出のために、画像領域に横方向にわたった干渉コントラスト変化または位相シフト変化が評価時に考慮される、請求項１から１４までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１６】
干渉計を白色光干渉計（ＷＬＩ）として構成する場合には、対象物アーム（ＯＡ）と同じように、参照アーム（ＲＡ）内に相応の層が設けられることによって分散補償が行われる、請求項１から１５までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１７】
干渉計を波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）として構成する場合には、元来の測定データ評価前に、測定データのソフトウェアサポートされた分散補償が設けられる、請求項１から１６までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１８】
前記参照アーム（ＲＡ）内に可変の減光器が組み込まれ、当該減光器によって光の強度が制御されるか、または調整され、対象物アーム（ＯＡ）内の光強度に合わせられる、請求項１から１７までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１９】
前記対象物アーム（ＯＡ）内に、調整装置と結合されたレンズが配置されており、当該レンズによって深部走査の間に、目下走査されている領域に焦点が合わせられる、請求項１から１８までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項２０】
前記放射ユニットは光学的にポンピングされたフォトニック結晶ファイバーおよび／または少なくとも１つのスーパールミネセンスダイオードおよび／または少なくとも１つのＡＳＥ光源を有している、請求項１から１９までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項２１】
深さ方向（Ｚ）において順次連続している複数の層から成る層構造体の干渉測定方法であって、  対象物ビーム路内に案内された対象物ビームの光路長によって、および参照ビーム路内に案内された参照ビームの光路長によって定められる干渉面（ＩＥ）を、深さ方向（Ｚ）における層構造体の深部走査のために、層構造体の位置に対して相対的にシフトさせ、  干渉パターンを白色光干渉方法または波長走査干渉方法によって生成し、  当該干渉パターンを画像撮影部（ＢＡ）によって撮影し、評価装置（ＡＷ）によって自動的に評価し、層構造体の境界面に該当する測定結果をあらわす形式の方法において、  測定されるべき全ての層および当該層に接している境界面の深部走査時に、対象物ビームを走査サイクル内において同じ対象物ビーム路を介して供給し、参照ビームを同じ参照ビーム路を介して供給し、  白色光干渉方法を使用する場合には、干渉計内に入力される入力ビームのコヒーレンス長（Ｉｃ）を最長で、深部走査の際に測定されるべき境界面で順次連続して生じるコレログラムの最大干渉が区別可能であるように選択し、  波長走査干渉方法を使用する場合には、入射ビームの帯域幅を、検出されるべき境界面の予期されるべき最小間隔、または事前測定によって見積もられた最小間隔が解像されるような大きさに選択する、ことを特徴とする干渉測定方法。
【請求項２２】
前記検出されるべき境界面を、評価装置（ＡＷ）内で別個のメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２）割り当て、  深部走査の間に前記境界面と関連しているコレログラムを、干渉パターンから得られた強度の最大変調に基づいて求め、前記メモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２）に割り当てる、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
波長走査干渉方法を使用する場合には、ソフトウェアサポートされた分散補償を評価装置内で行い、その後に元来の測定データ評価を行う、請求項２１または２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  従来技術  本発明は、干渉測定装置並びに干渉測定方法に関する。ここでこの干渉測定装置は、深さ方向において連続する層から成る層構造体を測定する。干渉測定装置は、自動的に層構造体をその深さ方向において走査する走査装置を有する。この走査装置によって干渉面が層構造体に対して相対的にずらされる。さらに干渉測定装置は白色光干渉計および／または波長走査干渉計を有する干渉計部分を有する。この干渉計部分には、放射ユニットから測定のために入射ビームが供給される。ここでこの入射ビームはビーム分配器によって分割され、一方では参照ビーム路を介して参照ビームとして参照アームに供給され、他方では対象物ビーム路を介して対象物ビームとして、測定時に、層構造体を有している対象物アームに供給される。さらにこの干渉測定装置は画像撮影部を有しており、この画像撮影部は参照アームおよび対象物アームから戻ってきた干渉しているビームを撮影し、電気信号に変える。干渉測定装置は、測定結果を供給する、後置された評価装置も有する。【０００２】  この種の干渉測定装置はＤＥ１０１３１７７９Ａ１号に記載されている。いわゆる白色光干渉方法の原理に従って機能するこの公知の干渉測定装置では、深さ方向（ｚ方向）における測定対象物の表面構造が走査装置によって走査される。これは参照光路の長さが、対象物光路の長さに対して相対的に変化することによって行われる。従って、参照アームに供給された参照ビームおよび対象物アームに供給された対象物ビームの相互作用から生じる干渉面は、対象物表面に対して相対的にシフトされる。このような公知の干渉測定装置の特筆すべき点は、測定対象物の複数の面領域が同時に検出および走査されることである。このために特別なレンズ、いわゆるスーパーポジションレンズまたは充分な焦点深度を有するレンズまたは多焦点レンズが対象物アーム内に配置される。これによって同時に、異なる面領域を検出することができるのである。【０００３】  これによって、測定されるべき種々の面領域に対して相応に異なるビーム路が対象物アーム内で得られる。従ってこれらの面領域のトポグラフィ表面構造が、参照光路の光学的長さに対して対象物光路の光学的長さを相対的に変化させて（例えば参照ミラーの位置を深部走査方向において調整することによって行われる）測定される。このような構造は特に、殊に横方向に隣接して位置している面領域を走査するのに適している。これらの面領域は異なる向きを有しているか、または深さ方向においてずれている。これらの種々異なる面の平行度または厚さを測定することもできる。この場合には空間的に相互に分けられた面が常に同時に検出される。従って測定されるべき２つの面の相対的な位置関係を考慮したレンズ調整が対象物アーム内で行われなければならない。【０００４】  ＤＥ１９７２１８４３Ｃ１号に記載されている干渉測定装置でも、対象物の異なる表面領域が、殊に狭い穿孔内で、部分的に共通の対象物アームを用いて測定される。ここでは同じように、異なる面領域に割り当てられた対象物ビーム路が構成される。このような場合には、被測定面領域が横方向に相互に分けられる。従って例えばシリンダーボアの真円度を検査すること��できる。異なる面領域は、対応付けされた対象物ビームの異なる偏光方向に基づいて区別される。ここでも、異なる面領域の結像が対象物アームを介して同時に行われる。【０００５】  同じように白色光干渉方法の原理に基づく、ＷＯ０１／３８８２０Ａ１号に記載された別の干渉測定装置は次のように構成されている。すなわちこれによって、連続する層においても厚さ測定、間隔測定および／またはプロファイル測定が行われるように構成されている。これは例えば眼科測定では角膜厚さ、前庭深さ、網膜層厚さまたは網膜表面プロファイルである。このために、対象物アーム内には同じように異なる光路が構成される。これらの光路は種々異なる層ないし境界面に割り当てられており、これによって測定ができるだけ迅速に行われる。異なる被測定表面ないし境界面の区別および割り当てのために、対象物ビーム（測定ビーム）は種々異なる光学特性を有している。これは例えば種々異なる偏光方向または種々異なる波長である；対象物アーム内で種々異なる対象物光路の迂回路を変えることも可能であるが、これによって感度が失われる。これに関してはこの文献内で指摘されている。【０００６】  白色光干渉方法の基本的な記載は、T. Dresel, G. Haeusler, H. Venzke等著「Three-dimensional sensing of rough surfaces by coherence radar」Applied Optics Vol. 31, 919, 1992年およびP. de Groot et L. Deck著, Journal of Modern Optics「Surface profiling by analysis of white-light interferograms in the spatial frequency domain」Journal of Modern Optics, Vol. 42 389-501, 1995年内になされている。Kieran G. Larkin著「Efficient nonlinear algorithm for envelope detection in white light interferometry」, J. Opt. Soc. Am. A, (4):832-843,1996年内には、特別なアルゴリズムによってどのように、いわゆるFSA方法 （five-sample-adaptive方法）に従って、検出された強度値から、コレログラムの変調Ｍが求められるのかが記載されている。コレログラムを識別するおよび評価する別の方法は、干渉コントラストを観察することである。【０００７】  本発明の課題は、できるだけ僅かなコストで、できるだけ確実な測定結果を供給する干渉測定装置および層構造体測定方法を提供することである。【０００８】  発明の利点  上述の課題は、請求項１の特徴部分に記載された構成を有する装置、および請求項２１の特徴部分に記載された構成を有する方法によって解決される。【０００９】  本発明の装置では、走査装置は次のように構成されている。すなわち、参照ビーム路および対象物ビーム路が変わらない場合には、属する走査路が少なくとも次の間隔と同じ長さになうように構成されている。すなわち予期される、または事前測定で求められた、連続して配置された検出されるべき少なくとも２つの層構造体境界面の間隔である。これには場合によってはこの境界面の予期される深部構造も加えられる。白色光干渉計としての放射ユニットを有する干渉計部分を構成した場合には、入射ビームのコヒーレンス長は長くても次のような長さに選択される。すなわち、深部走査の際に順次連続して生じるコレログラムの最大干渉が、検出されるべき境界面で区別可能であるような長さに選択される。これと並んで／または、波長走査干渉計としての放射ユニットを有する干渉計部分を構成した場合には、放射ユニットは狭い帯域幅の、調整可能（durchstimmbarer）な入射ビームを伴って構成される。ここでこの入射ビームの帯域幅は次のように選択される。すなわち、検出されるべき連続して位置する境界面の予期される、または事前測定によって見積もられた最小の間隔が解像可能であるように選択される。これと並んで／またはスペクトル帯域幅の広い放射ユニットおよび検出器としての波長走査光学スペクトル分析器を有する波長走査計として干渉計部分を構成した場合には、入射ビームの帯域幅は次のような大きさに選択される。すなわち、検出されるべき、連続して位置する境界面の予期されるべき最小間隔、または事前測定によって見積もられるべき最小間隔が分解可能であるように選択される。【００１０】  本発明の方法では、測定されるべき全ての層およびこれらの層に接している境界面の深部走査時に、対象物ビームが走査サイクル内に同じ対象物ビーム路を介して供給され、参照ビームが同じ参照ビーム路を介して供給される。白色光干渉方法を使用する場合には、干渉計内に入力される入力ビームのコヒーレンス長は最大でも次のように選択される。すなわち、深部走査の際に測定されるべき境界面で順次連続して生じるコレログラムの最大干渉が区別されるように選択される。波長走査干渉方法を使用する場合には、入射ビームの帯域幅が次のような大きさに選択される。すなわち、検出されるべき境界面の予期されるべき最小間隔、または事前測定によって見積もられるべき最小間隔が解像されるような大きさに選択される。【００１１】  このような手法によって、外側境界面（表面）を含めた層構造体の境界面が確実に検出され、所望の場合には正確に分析される。このような場合には例えば、層構造体の非常に小さい領域内の移行部（境界面ないしは境界層）も、走査路の通過の際に検出され、所望の場合には、より詳細に測定が行われる。なぜならコレログラムが一義的に定められるからである。【００１２】  基本的には、複数の境界層の存在を、重畳されたコレログラム内での変形に基づいて確定することも可能である；しかしこの手法は妨害されやすく、不正確である。【００１３】  境界面のより大きい横方向の領域は比較的迅速にかつ相互に関連して次のことによって測定される。すなわち受信部がｘ方向／ｙ方向において面状の解像を有していることによって測定される。これは、x方向／ｙ方向における層表面の部分的な高さ変化の結像よりも高い。この方法によって、さらに相互に関連して層経過の相対的な変化が検出および評価される。【００１４】  検出および評価に対する有利な構成では、評価装置内にアルゴリズムがプログラミングされており、このアルゴリズムによって個々の層が相互に別個に検出可能である。これは、深部走査サイクルの間に境界面に生じるコレログラムの順番によって割り当てを行うことによって行われる。【００１５】  評価時に基本となる、層に関する事前情報は、予期される境界面の数を入力するために、ユーザによって操作可能な入力ユニットが存在していることで可能になる。この境界面数に基づいてこの場合には、例えばメモリ領域が境界面に関する測定データに対して定められる。【００１６】  評価のための別の有利な構成では、評価装置が粗評価装置を有している。これによって、��レログラムの粗検出に基づいて、存在する層の数または境界面の数を求めることが可能になる。この評価装置は次のように構成される。すなわち、求められた層の数が自動的に評価部分内に伝送されるか、またはユーザによって入力ユニットを介して入力可能であるように構成される。【００１７】  評価装置が、検出されるべき層に対して別個のメモリ領域を有している場合、これらのメモリ領域には深部走査の間、各境界面に対応付けされたコレログラムのデータが別々に割り当てられる。ここで各コレログラムは、その深部走査位置と関連付けされる。これによって、比較的低いコストで、測定結果の評価および供給時に高い効果が得られる。【００１８】  ここで容易な評価は、メモリ領域が回転（umlaufende）メモリ領域として構成されていることによってサポートされる。【００１９】  容易かつ迅速な評価はさらに次のことによってサポートされる。すなわち、境界面に関連しているコレログラムの撮影のために、境界面の数を少なくとも１つぶん上回る数のメモリ領域が存在することによってサポートされる。このうちの１つのメモリ領域は、深部走査の間に目下の走査データを書き込むためのアクティブなメモリ領域として用いられ、残りのメモリ領域は、求められた、各境界面に割り当てられたコレログラムデータを収容するために用いられる。【００２０】  コレログラムを確実に検出するため、および境界面を測定するために、さらに手法が講じられ、評価装置が評価領域を有する。この評価領域は、深部走査の間に電気信号から得られた強度値の変調を計算するために構成されており、さらにこの変調から各境界面に属するコレログラムを検出するために構成されている。【００２１】  より正確な測定のための有利な構成は、評価装置が評価モジュールを有していることである。この評価モジュールによって、各境界面構造の精密測定を行うことができる。【００２２】  境界面の面状の領域を測定するために、有利な別の方法では、評価装置は次のように構成される。すなわち、深部走査の間に同時に、深部走査の方向に延在する痕跡が、種々の横方向に、ｘ−ｙ方向で直接的または間接的に隣接する境界面領域において相応に評価可能であるように構成される。【００２３】  ここでより詳細な知識を得るために、さらに、評価装置を次のように構成することができる。すなわち、ｘ−ｙ方向で隣接する境界面領域の境界面データが、各深部走査に対して相互に関連付け可能であり、かつ関連して評価可能であるように構成することができる。【００２４】  確実な評価および正確な測定のために、さらに次の手法が有利である。ここでは、白色光干渉計および波長走査干渉計を有する干渉計部分の構成時に、評価装置が次のように構成される。すなわち、事前測定において全体的な層構造が深部走査サイクル時に、波長走査干渉計によって重要な領域を求めるために粗く測定され、後続の深部走査サイクル時の後測定において、この重要領域の精密測定がより高い解像度で行われるように構成される。【００２５】  測定装置の別の有利な構成では、評価装置は層構造体における縞（Schlieren）を検出するように構成される。ここでは異なる計算指数の媒体の間の、縞によって生起される境界面での干渉コン���ラストまたは、位相シフトの評価から縞が検出される。さらにここでは評価装置は材料変化または材料移行を検出する。ここでは材料変化または材料移行によって生じる境界面または異なる計算指数を有する境界層での干渉コントラストまたは位相シフトの評価から材料変化または材料移行が検出される。ここで検出のために、横方向で画像領域にわたった干渉コントラストの変化または位相シフトの変化が評価に取り入れられる。【００２６】  測定結果の精度を高めるために、さらに、干渉計を白色光干渉計として構成する場合には、次のことによって分散補償が行われる。すなわち、対象物アームと同じように、参照アーム内に相応する層が組み込まれることによって行われる。【００２７】  信頼できる測定結果を得るためにさらに次のような方法がとられるのは有利である。ここでは干渉計を波長走査干渉計として構成する場合に、評価装置内にソフトウェアによってサポートされた測定データ分散補償が設けられる。これは元来の測定データ評価の前に行われる。【００２８】  評価はさらに次のことによってサポートされる。すなわち、参照アーム内に可変の減光器が組み込まれ、これによって、光の強度が制御されるか、または調整され、対象物アーム内の光強度に合わせられることによってサポートされる。【００２９】  データ検出は次のことによってサポートされる。すなわち、対象物アーム内に、調整装置と結合されたレンズが配置されることによってサポートされる。ここでこのレンズによって深部走査の間に、焦点が目下走査されている領域に合わせられる。【００３０】  境界面を確実に検出するために、別の有利な構成では、放射ユニットは光学的にポンピングされたフォトニック結晶ファイバーおよび／または少なくとも１つのスーパールミネセンスダイオードおよび／または少なくとも１つのＡＳＥ光源を有している。【００３１】  図面  本発明を以下で、図面を参照して、実施例に基づき詳細に説明する。図面  図１は、層構造体を測定する干渉測定装置の概略図であり、図２は、深さ方向（ｚ）における走査路にわたった、コレログラムとしての干渉信号の強度特性経過であり、包絡線の概略図を伴っており、図３は、白色光干渉計の基本図であり、これは複数の境界面を有している層構造体と属するコレログラムを伴っており、図４は、強度特性経過およびこの強度特性経過から、ＦＳＡアルゴリズムによって得られた、走査路にわたった変調特性経過の基本図であり、図５は、モジュール構造の評価装置の種々の評価段であり、図６は、オイル薄膜を伴った層構造体での測定のための基本図であり、図７は、回転メモリ領域内に強度値を書き込む基本図であり、図８は、２つの識別されたコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過およびこの強度特性経過から得られた変調特性経過であり、図９は、別個のメモリ領域に割り当てられた２つのコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過および属する変調特性経過であり、図１０は、２つの別個にされたメモリ領域内に書き込まれたコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過および変調特性経過の別の図であり、図１１は、２つの別個にされたメモリ領域に対応付けされたコレログラムおよび拡張された走査長を伴う、走査路にわたった強度特性経過および変調特性経過の別の図であり、図１２は、別個のメモリ領域内に書き込まれた、３つの属するコレログラムを伴う、走査路にわたる変調特性経過の図であり、図１３は、白色光干渉計におけるスペクトルの結束および入力のための、各導光ファイバーにわたって結合された複数のスーパールミネセンスダイオードの概略図であり、図１４は、波長走査干渉計としての調整可能な光源および白色光干渉計としてのレーザポンピングされたフォトニック結晶ファイバーとの組み合わせでの別の干渉測定装置の概略図である。【００３２】  発明の概要  図１は、干渉測定装置を示している。ここでこの干渉測定装置は、測定対象物Ｏの層構造を測定するために構成されている。この測定対象物は、深さ方向において順次連続して位置する、対象物ビームＯＳＴに対して透過性の複数の層を有している。干渉計部分ＩＴは、ビーム分配器ＳＴを有している。このビーム分配器によって、例えば図３に示された入射ビームＥＳＴは、対象物アームＯＡを通って案内される対象物ビームＯＳＴと、参照アームＲＡを通って案内される参照ビームＲＳＴとに分けられる。参照面ＲＦで反射された参照ビームＲＳＴと、対象物Ｏの走査された層構造体によって反射された対象物ビームＯＳＴとが重畳されることによって、評価可能な干渉パターンが得られる。これはそれ自体公知であり、例えば冒頭で挙げた文献において詳細に記載されている。対象物アームＯＡに関して、干渉面ＩＥは測定対象物Ｏないし層構造体の領域内に配置されている。深さ方向ｚにおける層構造体の深部走査の場合には、干渉面ＩＥは層構造体に対して相対的に深さ方向ｚにおいてずらされる。これによって、深部走査の走査跡にわたって異なる干渉パターンが生じる。干渉面ＩＥの層構造体の深部走査は種々異なる様式で行われる。すなわち、参照ビームの光学路長を変化させることによって、殊に参照ミラーを動かすことによって、測定対象物Ｏを深さ方向で動かすことによって、または対物レンズを深さ方向で動かすことによって、またはセンサ全体を測定対象物Ｏに対して相対的に動かすことによって行われる。図１に示された実施例では、対物アームＯＡ内の対物レンズは位置調整ユニットＶＥ（例えば圧電位置調整器）によって、非連続的なステップで深さ方向ｚにおいて位置調整される。【００３３】  層構造を測定するために干渉パターンが画像撮影部ＢＡによって撮影され、相応の電気信号に変えられ、引き続き評価装置ＡＷで評価される。これによって測定結果が得られ、層構造体、殊に境界面に関する情報が得られる。画像撮影部ＢＡとしては有利にはカメラが設けられている。ここのカメラは、ピクセル毎にｘ−ｙ方向で相互に隣接して位置する画像撮影素子を有しており、結像された干渉パターンは面状に解像され、従って深部走査時に同時に、個々の画像素子に割り当てられた複数の層構造体軌跡が検出され、評価される。【００３４】  境界面の測定は有利には、白色光干渉方法の原理に従って行われる。このために、放射ユニットないし光源ＬＱ（図３を参照）が使用される。これは、短コヒーレンスビームを出力する。この放射ユニットないし光源は例えば１つまたは複数の結合されたス���パールミネセンスダイオードＳＬＤ１．．．ＳＬＤ４である（図１３を参照）。干渉は次のような場合にのみ生じる。すなわち、参照ビームＲＳＴと対象物ビームＯＳＴとの間の光路長差が、放射ユニットＬＱから出力されたビームのコヒーレンス長Ｉｃ内にあるときである。生じた干渉信号は白色光干渉計内においてはコレログラムとも称される。図２は、コレログラムＫＧを示している。これは、走査路（深さ方向ｚ）にわたった強度特性経過並びに、属する包絡線Ｇを含んでいる。特徴的なパラメータとしてさらに、直流成分ＧＡ、光路心合わせの位置Ｚ０、位相Φ０、最大強度Ｉｍａｘと最小強度Ｉｍｉｎとの間の差としての干渉コントラストのための尺度ＩＫ、中心波長λ０、任意単位での強度Ｉおよび、任意単位での走査位置ＺとＺ０との2倍の差である参照アームと対象物アームとの間の経路差ΔＺが記入されている。【００３５】  図３には干渉測定装置が概略的に記載されている。しかしここでは走査は、参照面（ここでは参照面ＲＥ）をシフトさせることによって行われる。対象物ビームＯＳＴは強度Ｉ1を有しており、参照ビームＲＳＴは強度I2を有しており、画像撮影部BAでは強度Iｄが生じている。光源ＬＱの形状の放射ユニットは、短コヒーレンス長のスペクトル経過SVを有する入射ビームＥＳＴを出力する。測定対象物には２つの境界面、すなわち外側の対象物表面ＯＯと、その下側にある基板表面ＳＯが存在している。これらの境界面は深さ方向ｚにおける走査時には、これに関連するコレログラムＫＧを生じさせる。このコレログラムは画像撮影部ＢＡでの強度特性経過Ｉｄ内に含まれる。【００３６】  コレログラムＫＧをより正確に検出し、各境界面に対応付けするために、干渉コントラストに基づく評価が行われる。より良好に検出するためにここでは変調Ｍが求められる。これは図４において、走査経路Ｚにわたって属する強度特性経過とともに示され、図１においてもディスプレイに明示的に再現されている。変調Ｍを求めるために、評価装置ＡＷ内では特別のアルゴリズムが基礎となる。すなわち、いわゆるＦＳＡ（five-sample-adaptive）アルゴリズムである。ここでこのアルゴリズムは、インターフェログラムの順次連続する５つの強度値の走査に基づいており、ここから走査路Ｚにおける各走査位置の位相も定められる。ＦＳＡアルゴリズムの詳細については、冒頭に記載された文献（Larkin）を参照されたい。【００３７】  本干渉測定装置および測定方法の特筆すべき点は、走査路Ｚが少なくとも次のような長さに選択されるということである。すなわち、検出されるべき境界層が存在する全領域が走査されるような長さである。ここで、走査の間に、種々異なる境界面で生じるコレログラムが検出され、ここから境界面の存在が評価装置AWによって特定される。この場合には、境界面の粗検出の他に、既に個々の境界面の高さ構造の精密検出も行われる。画像撮影部ＢＡないしカメラＫの画像撮影素子を介した面状の検出はここで同時に、横方向に隣接して位置する複数の軌跡（深さ方向ｚにおけける）にわたった高さ測定データの検出を可能にする。これによって、各境界面の３Ｄの高さ情報が得られる。【００３８】  図５には、境界面を求めるための手法および、場合によっては望ま���る、より詳細な情報が概略的に示されている。評価装置ＡＷ内では評価が多段階で行われる。このためにまず、個々の境界層と関連するコレログラムＫＧが、検出モジュールＥＭ内での強度特性経過の変調Mの計算から特定される。次に、所望の場合には評価装置ＡＷの評価モジュールＡＭ内で特性がより詳細に評価される。最後に、検出された境界面および場合にはよってはより詳細な特性の割り当てが割り当てモジュールＺＭ内で行われる。これは例えば対象物表面００および基板表面ＳＯである。【００３９】  図６には、例として、オイル薄膜の形状の透明層を有する層構造体が示されている。ここにはその下に配置されている担体が示されている。走査によって、例えばオイル薄膜の縁部領域で、その境界が確定される。高さ特性経過も求められる。例えば、汚れ、または故意の基板積層が存在することが始めから知られていない場合には、得られた測定結果に基づいて層の特性が識別される。部分図ａ）はオイル層が設けられた担体を示しており、部分図ｂ）は担体表面上のオイル薄膜の縁部領域における測定結果を示しており、部分図ｃ）はこの測定結果から逆算された、オイル薄膜下の担体の表面を示しており、部分図ｄ）においては担体のきれいな表面が示されている。【００４０】  本測定装置および測定方法の別の特筆すべき点は、評価装置ＡＷ内で、深部走査の間に得られた測定データが別個にされたメモリ領域ＳＢ１、ＳＢ２．．．内に格納されるという点である。ここで個々の境界面の検出が行われ、種々異なる境界面への対応付けが行われる。図７〜１２にはこの方法が示されている。【００４１】  図７は、深部走査の間に走査跡を介して得られた強度値ＩＷの割り当て、および特定の長さの回転メモリ領域ＳＢＯ内への強度値の書き込みを示している。強度値ＩＷの書き込み過程時に、メモリ領域ＳＢＵの終端部に達すると、第１の値が再び上書きされる。従って、画像撮影部ＢＡの画像素子によって与えられた各画像点ｘ、ｙに対して、定められた数のみの連続して走査された強度値ＩＷがメモリ内に格納され、全ての走査跡が格納されるのではない。図７には例として、８つの強度値ＩＷに対する回転メモリ領域が示されている。最初の８つの値が書き込まれた後、９つ目の値は第１のメモリアドレス上にある値に上書きされ、１０番目の走査された値は第２のメモリアドレス上にある値に上書きされる。深部走査の経路にわたって殊に特徴的な層構造体の箇所、すなわち層の間の境界面または層内の境界面は、例えば材料含有物等が検出されるべきである。このような興味の対象である領域はできるだけ完全に、メモリ領域内に書き込まれるべきである。回転メモリ領域SBUによって、層構造体の深部走査時に興味対象領域が迅速かつ確実に検出される。ここで走査跡にわたって生じるデータ全体と比較して、僅かなメモリ領域しか必要とされない。回転メモリ領域ＳＢＵの長さはここでコヒーレンス長Icに従って定められ、例えば図８〜１２に示されているように、属するコレログラムがこのようにして定められた走査長にわたって確実に検出されるように選択される。メモリ領域ＳＢ１、ＳＢ２・・・の数は、予期された、または事前測定において求められた境界面の数より１つだけ多く選���されている。この場合には回転メモリ領域SBUが、種々異なるメモリ領域に区別される。すなわち、アクティブメモリ領域とパッシブメモリ領域に区別される。このうちの１つからリザーブメモリ領域が構成される。アクティブなメモリ領域内には常に、目下の強度値ＩＷが書き込まれる。どのメモリアドレスが、アクティブメモリ領域に目下、割り当てられているかは、メモリ領域のリネーム時にアルゴリズムが判断する。アクティブなメモリ領域は常に、全てのメモリ領域ＳＢ1、ＳＢ２・・・のうち、最も低い最大変調を伴うコレログラムを含むメモリ領域である。必要な場合には、すなわちアクティブメモリ領域の最大変調を深部走査の間に越えた場合には、走査された測定データは、アクティブメモリ領域に対して平行に、リザーブメモリ領域内にも書き込まれる。このような書き込み過程の場合にはアルゴリズムはリザーブメモリ領域を起動させる。リザーブメモリ領域内では常に、二番目に小さい最大変調を有するコレログラムが格納されている。パッシブメモリ領域内には、変調が最も強いコレログラムが格納されている。アクティブメモリ領域は、より変調が強いコレログラムが検出された後に、パッシブメモリ領域にリネームされる。すなわちアクティブメモリ領域内に新しい完全なコレログラムが存在する場合、アクティブメモリ領域内への書き込みが中止され、リザーブメモリ領域内でのみさらなる書き込みが行われる。より強い変調を有する別のコレログラムが続く場合、これはリザーブメモリ領域内で検出される。これが完全に検出された場合、他のものは拒否される。2つのメモリ領域は機能を交換し、アクティブメモリ領域はリザーブメモリ領域になる。【００４２】  コレログラムが完全に検出されると、このコレログラムに割り当てられた深部走査位置がファイルされ、最大変調に従ったメモリ領域の割り当ての再分類が行われる。リザーブメモリ領域と称された領域は、新たなアクティブメモリ領域となる。なぜなら、これはこの時点で、最も弱い変調を有するコレログラムを含んでいるからである。残りのメモリ領域から、次に弱い最大変調を有しているメモリ領域が選択され、新しいリザーブメモリ領域としてセットされる。この方法によって、より弱い変調を有する、より強い変調を有するコレログラムに直接的に続いているコレログラムが依然として半走査長内にあり、リザーブメモリ領域内の同時検出によって同じように完全に検出されることが保証される。【００４３】  例えばメモリ領域の数は次のように選択される。すなわち、検出されるべきコレログラムがN個である場合に、Ｎ＋１個のメモリ領域が割り当てられるように選択される。検出されるべきコレログラムがN=2個である場合には、アクティブメモリ領域とリザーブメモリ領域の他に、さらに１つの別のパッシブメモリ領域が設けられる。パッシブメモリ領域内には、最も大きい最大変調を有する、相応の（すなわち、Ｎ＝２個である場合には１つのみ）コレログラムが格納される。リザーブメモリ領域内には、二番目に大きい最大変調を有するコレログラム（Ｎ）が格納され、アクティブメモリ領域内には相応に、三番目に大きい最大変調を有するコレログラム（Ｎ＋１）が格納される。【００４４】  カウンターはこ���検出の目下の発達を確実にする。カウンターはスタート値として、半走査長で開始され、走査ステップ毎に０までカウントダウンする。カウンターは最大変調時に開始される、ないしは新たな最大値時にリセットされ、新たに開始される。カウンターのタスクは、最大変調に達した後に、残りのデータがまだメモリ領域内に書き込まれているようにすることである。これによって次のことが保証される。すなわち充分な値が、コレログラムの包絡線の極大を中心に対称に、回転メモリ領域SBU内に存在し、コレログラムが完全に検出されることが保証される。【００４５】  全走査路が走査されると、データ伝送を以て検出過程は終了する。これに続く正確な評価のために、コレログラムは回転メモリ領域から、最大変調を伴う走査点の正しい順番に、メモリ領域の中心で再分類される。アクティブメモリ領域はこのコピー過程時に消去される。コレログラムの強度値ＩＷに対して付加的に、次のモジュールへ、各コレログラムに対する最後の走査点の走査位置が転送される。【００４６】  図８には、２つの識別されたコレログラムを有する走査路Ｚにわたった強度経過と変調経過が示されている。図９は２つのコレログラムの検出時のメモリ状態を示している。ここでは、より小さな変調を有するコレログラムの前に、より大きな変調を有するコレログラムが生じている。図１０は、２つのコレログラムの検出時のメモリ状態を示している。ここでは、より小さな変調を有するコレログラムが、より大きな変調を有するコレログラムの前に生じている。【００４７】  図１１には、薄い層で生じるような、コレログラムが重畳されている場合の走査長の整合が示されている。図１２は、３つのコレログラムを検出する場合のメモリ状態を示している。【００４８】  より大きい使用可能な光学的スペクトル領域、ひいては改善された高さ解像および、白色光干渉計によるｎ層の構造体測定時の改善された層分離を得るために、種々異なる、重なり合った光学スペクトルを有利には近赤外スペクトル領域内で有する複数のファイバー結合されたスーパールミネセンスダイオードＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ3、ＬＤ４・・・またはＡＳＥ光源を１つのファイバーカプラーＦＫにまとめることができる。これによって、図１３に示されているように、放射ビームを干渉計部分ＩＴに供給する放射ユニットを構成することができる。【００４９】  深さ方向で層構造を走査する別の干渉測定装置では、白色光干渉計の代わりに、波長走査干渉計ＷＬＳＩを使用することができる。波長走査干渉計は本発明では、次の特徴を有している。すなわち、その幅が狭い、可変の調整可能な光源ないし放射ユニットＬＱの光学スペクトルが次のように選択されているという特徴を有している。すなわち、検査されるべき層構造体が部分的に透過性であるように選択されている。またはスペクトルの幅が広い放射ユニットの光学スペクトルは、検査されるべき層構造体が部分的に透過性であるように選択されている。これに相応して、検出器が光源ＬＱに合わせられる。これによって、使用されているスペクトル領域内でできるだけ高い感度が得られる。従って光源ＬＱおよび検出器ないし画像撮影部ＢＡの選択は、上述した白色光干渉計ＷＬ１の場合のように��タスクに依存している。近赤外スペクトル領域（約１０００ｎｍ〜１８００ｎｍ）では、スペクトル幅の狭い、可変の調整可能な光源を有する波長走査干渉計では、InGaAs−CCDカメラが画像撮影部として使用される。層内のおよび層を通じた測定時には、波長走査干渉計の対称物アームＯＡ内のレンズは、光源ＬＱの波長走査の間、次のように追従調整される（例えば、コンピュータ制御された圧電ユニットによって）。すなわち、対称物の目下走査された領域が、常にレンズの焦点内にあるように追従調整される。このようにして、画像撮影部ＢＡないし検出器上でのシャープな結像が保証される。【００５０】  波長走査干渉計ＷＬＳＩの択一的な実施形態では、この干渉計はスペクトル幅の広い放射ユニットおよび検出器としての波長走査式光学スペクトル分析器によって構成される。このような測定の場合には、入力ビームの帯域幅は次のような大きさに選択される。すなわち、検出されるべき順次連続して位置する境界面の予期される最小間隔または事前測定によって見積もられた最小間隔が解像可能であるように選択される。【００５１】  その他に、相応に白色光干渉計の干渉部分の場合でもそうであるように、参照アーム内に可変の減光器（例えば液晶素子の形状）が組み込まれるのは有利である。これによって、参照アームＲＡ内で光強度Ｉ１が制御され、閉成された調整ループを介して対称物アームＯＡ内の光強度Ｉ２に整合される。これによって、干渉信号のコントラストおよび質が高められる。【００５２】  干渉計部分ＩＴ内で、参照ミラーないし参照面ＲＥの代わりにアプリケーション特有に整合された参照面／参照層を使用することによって測定信号の質が高められる。これは例えば結像エラーまたは過剰露光の補償によって行われる。さらに、湾曲された面またはパターニングされた層システム等、特別に形成された対称物形状を測定することが可能である。これは相応に、上述した白色光干渉計の干渉計部分ＩＴにも当てはまる。【００５３】  干渉測定装置に対する１つの実施例は、上述の実施形態に相応して、白色光干渉計ＷＬＩと波長走査干渉計ＷＬＳＩとが組み合わされた測定システムである。このような組み合わせは１つの測定システムとして構成されている。これは、放射ユニットないし光源ＬＱがファイバーカップラーＦＫ（図１４参照）を介してまとめられ、光がファイバーを介して干渉計部分ＩＴ内に入射されることによって行われる（図１４参照）。干渉計部分の別の素子（可変減光器ＶＡおよび分散補償ＤＫ等）は、このような組み合わせで、かつ干渉計部分ＩＴを共同で使用する場合には、例えば時間的に順次連続して接続される測定において、相互に妨害しない。これによって次のことが可能になる。すなわち、白色光干渉計ＷＬ１と波長走査干渉計の利点を組み合わせることが可能になる。薄い層、または非高分散性層の場合には、または実験に基づいた分散補償によって、通常は、波長走査干渉計ＷＬＳＩによる測定はより迅速になり、白色光干渉計ＷＬ１による測定はより正確になる。分散性層であり、かつ実験的な分散補償のない場合には、波長走査式渉計ＷＬＳＩ内で、データ処理時に分散を補償することができる。従ってこの場合には波長走査干渉計ＷＬＳＩはより正確な測定データを供給する。【００５４】  干渉測定装置を白色光干渉計ＷＬ１として構成する場合には、次のことに留意されるべきである。すなわち、検査されるべき層構造体が少なくとも下方の不透過担体基板まで部分的に透過されるように、幅の広い光源ＬＱの光学スペクトルが選択されるべきであることに留意されるべきである。これに相応して、画像撮影部ＢＡないし検出器が放射ユニットないし光源LQに合わせられる。これによって、使用されているスペクトル領域内でできるだけ高い感度を得ることができる。従って光源ＬＱおよび検出器の選択はタスクに依存しない。近赤外スペクトル領域（約１０００ｎｍ〜１８００ｎｍ）では、面状に測定する白色光干渉計ＷＬＩの場合には、検出器としてＩｎＧａＡｓ−ＣＣＤカメラが使用される。近赤外スペクトル領域内での光源ＬＱとしては、いわゆるＡＳＥ（amplified spontaneous emission)光源（例えばレーザポンピングされたＥｒファイバー）、レーザポンピングされたフォトニック結晶ファイバー（ＰＣＦ）またはスーパールミネセンスダイオードＳＬＤが使用される。ＡＳＥ光源およびスーパールミネセンスダイオードは、自由ビームを介してまたは導光ファイバーを通じて、白色光干渉計ＷＬＩ内に結合される。フォトニック結晶ファイバーは直接的に、白色光干渉計の干渉計部分に接続される。【００５５】  層内でのおよび層を通じた高さ解像および層分離を改善するために、実験に基づいた分散補償が導入される。白色光干渉計ＷＬＩ内の分散効果は、対象物アームおよび参照アーム内での種々異なる光学路を通じて生じる。層を通じた測定時にこの作用を補償するために、白色光干渉計ＷＬＩの参照アームＲＡのビーム路内に同じように相応の層が組み込まれる。この層は、例えば参照ミラーの形状である参照面ＲＦからの間隔があけられており、測定時の重畳している多重コレログラムが回避される。例えばこの種の層は、白色光干渉計ＷＬＩの場合には、ビーム分配器ＳＴとマイクロスコープ対物レンズの間にリニック構造で組み込まれる。ポンピングされたフォトニック結晶ファイバー、スーパールミネセンスダイオードおよびファイバー結合された、結束されたスーパールミネセンスダイオード並びに実験に基づく分散補償の使用は、近赤外スペクトル領域に制限されるものではない。【００５６】  この干渉測定装置によって実行される方法は、比較的均一の、関連する層の場合にも、その下に位置する層上に縁部を有する変形された層（例えばオイル層）の場合にも、基板上の層構造体の測定、またはＳｉキャップウェハ下の層構造体の測定、および層構造体内の湾曲された構造体の測定にも使用可能である。殊に、摩耗防止層、塗装層および半導体の測定も可能である。これは該当する表面ないし境界面の傾斜が、画像撮影部ＢＡ内で、生じている光波の充分な再反射を許容する限り、可能である。【００５７】  薄い層（例えば１０μｍを下回る）で重畳された二重コレログラムを検出する場合には、評価装置ＡＷ内で次のようなアルゴリズムが使用される。すなわち、例えば走査長（全走査路内の領域、殊に興味の対象であるコレログラム内の領域）の整合を可能にするアルゴリズムである。択一的または付加的に事前走査において、��期されるコレログラムの数が特定され、メモリ領域の数が相応に整合される。【００５８】  上述したように、評価装置ＡＷ内では、検出モジュールＥＭおよび評価モジュールＡＭにさらに、割り当てモジュールＺＭおよび場合によってはさらに、確実な検査のための分析モジュールが続く。割り当てモジュールＺＭは、間隔値を相応する境界面に割り当てる。この割り当てはオイル基板配置の場合には、深部走査時にコレログラムの位置に従って行われる。相応する層へ割り当てる場合には、この位置は例えば８つの次の隣接する位置と比較される。【００５９】  この干渉測定装置では、層内の縞も検出される。ここでは同じように干渉コントラスト評価が適している。異なる屈折率ｎ１およびｎ２を有する２つの媒体の間の境界で光ビームが生じる場合には、光ビームの一部が境界面で反射される。反射成分の大きさは、この２つの屈折率によって定められる。ここで垂直な光入射の場合には、IR = Iin (n2 - n1) / (n2 + n1)が当てはまる。この式でIRは反射された強度であり、Iinは入射する光ビームの強度である。白色光干渉計ＷＬＩ内で検出された強度は、参照アームＲＡおよび対象物アームＯＡからの反射された強度から成る。理想の場合には、参照アームＲＡからの反射された強度は、入射強度Iinと等しい。これは対象物アームＯＡから反射された強度ＩＲと重畳される。白色光干渉計ＷＬＩによる境界面の測定の間、画像素子（ピクセル）内に記録されたコレログラムは、最大強度値Imax＝Iin + IRおよび最小強度値Imin＝Iin - IRを有する。干渉コントラストIkonに注目するならばこれは次のように生じる。すなわち、  Ikon＝(Imax - Imin) / (Imax + Imin)＝IR / Iin＝(n2 - n1) / (n2 + n1)  すなわち、干渉コントラストは、２つの屈折率ｎ１、ｎ２によって定められる。白色光干渉測定のコレログラムの干渉コントラストを評価することによって、屈折率ｎ１を有する媒体内で、屈折率ｎ２を有する縞が検出され、並びに含有物の種類が、干渉コントラストによってｎ２を求めることによってクラス分けされる。同時に白色光干渉測定時には、縞の位置および大きさが求められる。【００６０】  ２つの媒体の間の境界面で屈折率が異なるので、縞の検出を、位相観察に基づいて行うこともできる。なぜなら、境界面での光ビームは位相シフトΔφを受けているからである。この位相シフトは２つの媒体の特性によって定められる。白色光干渉測定時には、対象物アームＯＡでのこのような位相シフトが、記録されたコレログラムＫＧの位相にも作用する。測定信号におけるこのような位相シフトは位相評価時に使用され、屈折率ｎ１を有する媒体内で、屈折率ｎ２を有する縞が検出およびクラス分けされる。同時にこのような評価方法でも、縞の位置および大きさを特定することができる。さらにこの干渉測定装置を用いて、層構造体内の材料変更および材料移行も検出される。これには同じように干渉コントラストの評価または位相観察に基づく評価が適している。上述したように、白色光干渉計ＷＬＩによって得られた測定信号の干渉コントラストIKonは、この信号を生じさせる境界面ないし境界層を構成する２つの媒体に依存する。白色光干渉計ＷＬＩの画像領域にわたって境界層の組成が変わると、干渉コントラストも変化する。隠れている層の測定時にはこのようにして、干渉コントラスト評価を介して、境界層組成の変化が検出および測定される。これは例えばプリント基板と、Ｓｉカバー層下のプＳｉＯ２材料との間の移行部である。【００６１】  層構造体の材料変化および材料移行を検出するための位相観察時には同じように、白色光干渉計ＷＬ１によって得られた測定信号の位相シフトが、信号を生じさせる境界面ないし境界層を構成する媒体の異なる屈折率に依存する。白色光干渉計ＷＬＩの画像領域にわたって境界層の組成が変わると、コレログラムの位相長も画像領域にわたって変化する。従って隠れている層を測定する際には、干渉信号の位相変化を介しても、境界層組成の変化を検出および測定することができる。【００６２】  波長走査干渉計WLSIの場合には、波長に依存する屈折率経過に基づいて、上述した分散が生じる。この分散作用によって、波長走査干渉計ＷＬＳＩの測定解像度が、密に重なり合っている境界層に関して悪化する。なぜなら、順次連続するコレログラムの分離が困難になるからである。周波数空間における元来のデータ評価前の、評価装置内の上述したソフトウェアサポートされたデータ処理によって、屈折率経過が既知のものであれば分散作用が補償され、層構造体の層内および層を通じた測定時の測定解像度が上昇する。【００６３】  この方法は、厚い層（ｄ＞＞１０μｍ）での検査も可能にする。厚い層内での測定時にはまずは、低減された解像度を有する波長走査干渉計ＷＬＳＩによって全体的な層厚の事前測定が行われる。この測定は、波長走査干渉方法ＥＬＳＩの測定原理に基づいて、白色光干渉方法ＷＬＩによる相応の測定よりも格段に迅速に行われる。事前測定によって重要であると識別された領域の後続の測定は、有利には白色光干渉計ＷＬＩによって、例えばフォトニック結晶ファイバー（ＰＣＦ）光源によって行われ、この測定原理に基づいて、高さおよび層分離に関してより良好な解像度が得られる。同じように、後続の測定を、等距離でない走査における波長走査干渉方法ＷＬＳＩによって行うことができる。この場合には、事前測定において重要であると識別された領域は、その間にある重要でない領域よりも格段に密に走査される（例えばより密接な周波数走査による）。ここでも、測定原理に基づき、高さおよび層分離に関してより良好な解像度が得られる。【００６４】  干渉測定装置の上述の構成およびこれによって行われる方法は、ノイズのない、点状測定も面状測定も可能にする。これは殊にビームに対して光学的に透過性の、種々異なる様式の層システム内での境界面の測定である。ここでは縞および材料変更並びに材料移行も検出および識別される。この測定方法を、製造およびプロセスコントロールおよび／またはクオリティコントロールの後に行うことができる。この場合には、機能面の処理の直後に例えば許容公差を検査し、重要な製品部分でのノイズの無いプロセスコントロールおよび／またはクオリティコントロールを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】層構造体を測定する干渉測定装置の概略図
【図２】深さ方向（ｚ）における走査路にわたった、コレログラムとしての干渉信号の強度特性経過であり、包絡線の概略図を伴っている
【図３】白色光干渉計の基本図であり、これは複数の境界面を有している層構造体と属するコレログラムを伴っている
【図４】強度特性経過およびこの強度特性経過から、ＦＳＡアルゴリズムによって得られた、走査路にわたった変調特性経過の基本図
【図５】モジュール構造の評価装置の種々の評価段
【図６】オイル薄膜を伴った層構造体での測定のための基本図
【図７】回転メモリ領域内に強度値を書き込む基本図
【図８】２つの識別されたコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過およびこの強度特性経過から得られた変調特性経過
【図９】別個のメモリ領域に割り当てられた２つのコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過および属する変調特性経過
【図１０】２つの別個にされたメモリ領域内に書き込まれたコレログラムを伴う、走査路にわたった強度特性経過および変調特性経過の別の図
【図１１】２つの別個にされたメモリ領域に対応付けされたコレログラムおよび拡張された走査長を伴う、走査路にわたった強度特性経過および変調特性経過の別の図
【図１２】別個のメモリ領域内に書き込まれた、３つの属するコレログラムを伴う、走査路にわたる変調特性経過の図
【図１３】白色光干渉計におけるスペクトルの結束および入力のための、各導光ファイバーにわたって結合された複数のスーパールミネセンスダイオードの概略図
【図１４】波長走査干渉計としての調整可能な光源および白色光干渉計としてのレーザポンピングされたフォトニック結晶ファイバーとの組み合わせでの別の干渉測定装置の概略図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2009509150.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月24日(2008.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉測定装置であって、
深さ方向において連続する複数の層から成る層構造体を測定し、
前記干渉測定装置は、自動的に前記層構造体をその深さ方向（Ｚ）において走査する走査装置を有しており、
当該走査装置によって干渉面（ＩＥ）が層構造体に対して相対的にずらされ、
前記干渉測定装置は白色光干渉計（ＷＬＩ）および／または波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）を有する干渉計部分を有しており、
当該干渉計部分には、放射ユニット（ＬＱ）から測定のために入射ビームが供給され、該入射ビームはビーム分配器（ＳＴ）によって分割され、一方では参照ビーム路を介して参照ビーム（ＲＳＴ）として参照アーム（ＲＡ）に供給され、他方では対象物ビーム路を介して対象物ビーム（ＯＳＴ）として、測定時に、層構造体を有している対象物アーム（ＯＡ）に供給され、
前記干渉測定装置は画像撮影部（ＢＡ）を有しており、該画像撮影部は参照アーム（ＲＡ）および対象物アーム（ＯＡ）から戻ってきた、干渉しているビームを撮影し、電気信号に変え、
前記干渉測定装置は、測定結果を供給する、後置接続された評価装置（ＡＷ）を有する形式のものにおいて、
連続した少なくとも２つの、検出されるべき層構造体境界面の予期されるべき、または事前測定において求められる間隔が、場合によっては前記境界面の予期されるべき深部構造が加えられて検出されるように、前記走査装置は構成されており、
前記入射ビームのコヒーレンス長（Ｉｃ）は最長で、深部走査の際に順次生じるコレログラムの最大干渉が、前記検出されるべき境界面で区別可能であるように選択されている、ことを特徴とする干渉測定装置。
【請求項２】
受信部はｘ方向／ｙ方向において面状の解像度を有しており、当該解像度は、ｘ方向／ｙ方向における層表面の部分的な高さ変化の結像よりも高い、請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記評価装置（ＡＷ）内にアルゴリズムがプログラミングされており、
当該アルゴリズムによって個々の層が相互に別個に検出可能であり、当該検出は深部走査サイクルの間に前記境界面に生じているコレログラムの順番によって割り当てを行うことによって行われる、請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
予期される境界面に対する数を入力するために、ユーザによって操作可能な入力ユニットが設けられている、請求項３記載の測定装置。
【請求項５】
前記評価装置（ＡＷ）は粗評価装置を有しており、該粗評価装置によって、コレログラムの粗検出に基づいて、存在する層の数または境界面の数を求めることが可能であり、
前記評価装置（ＡＷ）は、求められた層の数が自動的に評価部分内に伝送されるか、またはユーザによって入力ユニットを介して入力可能であるように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項６】
前記評価装置（ＡＷ）は、検出されるべき層に対して分割されたメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・）を有しており、当該メモリ領域には深部走査の間、各境界面に対応付けされたコレログラムのデータが別個に割り当て可能であり、
前記各コレログラムは自身の走査位置（ｚ）に関連付けされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項７】
前記メモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・９）は回転メモリ領域（ＳＢＵ）として構成されている、請求項６記載の測定装置。
【請求項８】
前記境界面に関連しているコレログラムの撮影のために、境界面の数を少なくとも１つぶんだけ上回る数のメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２・・・）が存在し、
当該メモリ領域のうちの１つのメモリ領域は、深部走査の間に目下の走査データを書き込むためのアクティブなメモリ領域として用いられ、残りのメモリ領域は、求められた、各境界面に割り当てられたコレログラムデータを収容するために用いられる、請求項６または７記載の測定装置。
【請求項９】
前記評価装置（ＡＷ）は１つの評価領域を有しており、当該評価領域は深部走査の間に前記電気信号から得られた強度値（Ｉ）の変調（Ｍ）を計算するように、および各境界面に属するコレログラムを当該変調（Ｍ）から検出するように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１０】
前記評価装置（ＡＷ）は、評価モジュールを有しており、当該評価モジュールによって、各境界面構造の微細測定が行われる、請求項５から９までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１１】
前記評価装置（ＡＷ）は、深部走査の間に同時に、深部走査の方向（Ｚ）に延在する走査跡が、種々の横方向に、ｘ−ｙ方向で直接的または間接的に隣接する境界面領域において相応に評価可能であるように構成されている、請求項２から１０までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１２】
前記評価装置（ＡＷ）は、各深部走査に対する、ｘ−ｙ方向に隣接する境界面領域の境界面データが相互に関連付け可能であり、かつ相互に関連して評価可能であるように構成されている、請求項１１記載の測定装置。
【請求項１３】
白色光干渉計（ＷＬＩ）および波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）によって干渉計部分（ＷＬＩ）を構成する場合に、深部走査サイクル時に事前測定において全体的な層構造体が、波長走査干渉計（ＷＬＳＩ）によって重要領域を求めるために粗く測定され、後続の深部走査サイクル時の後測定において、少なくとも当該重要領域の精密測定がより高い解像度で行われるように、前記評価装置（ＡＷ）が構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１４】
前記評価装置（ＡＷ）は、異なる計算指数の媒体の間の、縞によって生起された境界面での干渉コントラストまたは位相シフトの評価から、層構造体内で縞を検出するように構成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１５】
前記評価装置（ＡＷ）は、材料変化または材料移行によって生起された境界面または境界層での干渉コントラストまたは位相シフトの評価から、材料変化または材料移行を検出するように構成されており、当該境界面または境界層は異なる計算指数によって生じており、
当該検出のために、画像領域に横方向にわたった干渉コントラスト変化または位相シフト変化が評価時に考慮される、請求項１から１４までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１６】
干渉計を白色光干渉計（ＷＬＩ）として構成する場合には、対象物アーム（ＯＡ）と同じように、参照アーム（ＲＡ）内に相応の層が設けられることによって分散補償が行われる、請求項１から１５までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１７】
前記参照アーム（ＲＡ）内に可変の減光器が組み込まれ、当該減光器によって光の強度が制御されるか、または調整され、対象物アーム（ＯＡ）内の光強度に合わせられる、請求項１から１６までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１８】
前記対象物アーム（ＯＡ）内に、調整装置と結合されたレンズが配置されており、当該レンズによって深部走査の間に、目下走査されている領域に焦点が合わせられる、請求項１から１７までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１９】
前記放射ユニットは光学的にポンピングされたフォトニック結晶ファイバーおよび／または少なくとも１つのスーパールミネセンスダイオードおよび／または少なくとも１つのＡＳＥ光源を有している、請求項１から１８までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項２０】
深さ方向（Ｚ）において順次連続している複数の層から成る層構造体の干渉測定方法であって、
対象物ビーム路内に案内された対象物ビームの光路長によって、および参照ビーム路内に案内された参照ビームの光路長によって定められる干渉面（ＩＥ）を、深さ方向（Ｚ）における層構造体の深部走査のために、層構造体の位置に対して相対的にシフトさせ、
干渉パターンを白色光干渉方法または波長走査干渉方法によって生成し、
当該干渉パターンを画像撮影部（ＢＡ）によって撮影し、評価装置（ＡＷ）によって自動的に評価し、層構造体の境界面に該当する測定結果をあらわす形式の方法において、
測定されるべき全ての層および当該層に接している境界面の深部走査時に、対象物ビームを走査サイクル内において同じ対象物ビーム路を介して供給し、参照ビームを同じ参照ビーム路を介して供給し、
干渉計内に入力される入力ビームのコヒーレンス長（Ｉｃ）を最長で、深部走査の際に測定されるべき境界面で順次連続して生じるコレログラムの最大干渉が区別可能であるように選択する、
ことを特徴とする干渉測定方法。
【請求項２１】
前記検出されるべき境界面を、評価装置（ＡＷ）内で別個のメモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２）割り当て、
深部走査の間に前記境界面と関連しているコレログラムを、干渉パターンから得られた強度の最大変調に基づいて求め、前記メモリ領域（ＳＢ１、ＳＢ２）に割り当てる、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
元来の測定データ評価を行う前に、ソフトウェアサポートされた分散補償を評価装置内で行う、請求項２０または２１記載の方法。