(57)【要約】本発明は、表面の３次元検査及び測定用の両用（共焦点干渉）方式光学側面計に関する。本発明は、光源（ＬＥＤ）、ビームスプリッタ（少なくとも一つは偏光性）、照明パターン発生手段（ＬＣｏＳマイクロディスプレイ）、及び標準のレンズの形状では共焦点像が得られ干渉レンズでは干渉像が得られる交換可能な顕微鏡レンズを備える。本発明によれば、マイクロディスプレイは、共焦点像を得るために一連の光パターンを発生するか又は干渉像を得るために全ての光画素の全開口を生成することができる。本発明の側面計は小型に設計されており、異なる材質を含む組織化又は層状化された試料を含むミクロン及びナノメートルスケールの任意の型の表面の形状及びテクスチャの迅速及び非接触の測定が可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２）、ビームスプリッタ（３，４）、及び一連の顕微鏡レンズ（６，７，８）を備える両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）において、
照明パターン発生手段（５）をさらに備え、
前記顕微鏡レンズ（６，７，８）は交換可能であり、
前記顕微鏡レンズ（６，７，８）は、試料（１１）の表面の共焦点像を得るのに用いられる従来のレンズ、及び該試料（１１）の表面の干渉像を得るのに用いられる干渉レンズを含む
ことを特徴とする両用（共焦点干渉）方式光学側面計。
【請求項２】
前記照明パターン発生手段はＬＣＯＳマイクロディスプレイ（５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項３】
前記光源は発光ダイオード（２）であることを特徴とする請求項１に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項４】
ビームスプリッタ（３）は前記ＬＣＯＳマイクロディスプレイ（５）と関連する偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項５】
前記マイクロディスプレイ（５）は一連の照明パターンを発生するために、共焦点像が得られるように又は全部の照明画素を開放するように、もしくは干渉像を得られるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項６】
前記発光ダイオード（２）は２乃至１０μｍの範囲のコヒーレント長を有する光スペクトルを発生し、位相シフト干渉側面計測（ＰＳＩ）方式及び白色光垂直走査側面計測（ＶＳＩ）方式の両方を適用できるように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項７】
前記試料（１１）の垂直走査システム（１３）を備え、
前記試料（１１）の異なる高さに位置する異なる平面での一連の共焦点又は干渉像を得て、それらの像から適切なアルゴリズムを用いることによって前記試料（１１）の表面トポグラフが得られるように構成してある
ことを特徴とする請求項１に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項８】
前記試料（１１）の垂直走査システム（１３）はモータ駆動手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項９】
前記試料（１１）の垂直走査システム（１３）は圧電駆動手段（ＰＺＴ）を備えることを特徴とする請求項７に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【請求項１０】
前記走査システム（１３）は開ループシステム又は閉ループシステムによって制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載の両用（共焦点干渉）方式光学側面計（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面の３次元検査及び測定用の両用（共焦点干渉）方式光学側面計に関する。
【０００２】
本発明は、光計測法即ち、測定装置と被分析試料との間に物理的接触がない計測法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
対象表面のトポグラフ（トポグラフィ）の知識と即ちその顕微鏡レベルの形状決定を必要とする応用例は無数にある。そのような分析は、例えば、品質制御プロセスの部分をなし得る。
材料の新しい応用及び新しい製造プロセスの導入は、表面検査の工程及び光学側面計（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）の開発に対する市場の要求の構造的な増加につながっている。
これに関連して、現在のところ、光学表面計測の市場を独占すべく、近年激しく競合している画像生成に関する２つの技術がある。
共焦点方式及び干渉方式の両者は、ミクロン及びナノメートルスケールでの正確で信頼性のある表面のトポグラフ測定が可能である。
以降で説明するように、共焦点方式及び干渉方式に含まれる測定原理はかなり異なっているが、帰結として、これら２方式の能力は一致しているというよりむしろ相補的である。
【特許文献１】国際公開第０１／０４２７３５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（共焦点側面計測）
共焦点側面計は、（かなり粗い表面からかなり滑らかな表面までの）広い範囲のテクスチャを有する表面の高さ測定が、表面の各点が焦点を通過するように段階に分けて垂直に試料を走査することによって可能である。各点の表面の高さは、軸方向の応答の最大値の位置を検出することで確定される。表面の１つ又はかなり少数の点のみが同時に照明されるので、面内走査は、各垂直段階で、用いるレンズの視界内の全部の点に対して、軸方向の応答、即ち共焦点像を増大するように行われなければならない。
このタイプの側面計の例は、例えば、欧州特許第０４８５８０３号明細書に記載され、照明アレイ（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｒｒａｙ）及び検出器アレイを伴う共焦点ビームの光路を用いる光学装置に言及している。照明アレイは、対象表面の近傍又は近傍内に位置する焦平面（ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ）に結像される。焦平面で反射される放射は、ビームスプリッタによってＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）装置の受光面に直接送られる。受光器の感光領域が共焦点隔壁（ｃｏｎｆｏｃａｌ  ｄｉａｐｈｒａｇｍｓ）として作用するように、受光器の表面での照明アレイの結像は実行される。焦点を結ぶ場所（ｆｏｃａｌ  ｐｌａｃｅ）の外側で散乱された光のみを受ける検出器の要素からの信号は、評価には採用されないか、又は別に採用される。
米国特許第５２３９１７８号明細書は類似の光学装置を開示しており、照明格子（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｇｒｉｄ）及び検出器格子が、対象に対して共焦点配置をとるように設けられている。照明格子は、例えば、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）の格子からなるような種々の格子サイズを有してよい。
【０００５】
（干渉側面計測）
この場合、光ビームはビームスプリッタを通過する。ビームの一部は試料の表面へ送られ、他の部分は参照ミラーに送られる。これらの表面で反射された光は、再び合わされ干渉縞のパターンを形成する。
干渉側面計測は、サブナノスケールの分解能を有する、かなり滑らかな表面のトポグラフの測定を可能とする位相シフト干渉法（ＰＳＩ）を利用する。試料は、必ず焦点に置くものとし、高度に正確に波長の数分の１ずつの段階に分けて垂直に走査される。側面化（ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ）アルゴリズムは、表面の位相マップを生成し、適した展開（ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ）手続きによって対応する高さマップに変換される。
干渉側面計は、白色光を伴う垂直走査干渉法（ＶＳＩ）も利用し、滑らかな又は中程度に粗い表面のトポグラフを測定することができる。干渉縞の最大のコントラストは、試料表面の各点に対する焦点の最良位置で達成される。試料は、表面の各点が焦点を通過するように段階的に垂直に走査される。干渉図のエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍ）の最大の位置を検出することによって、各点の表面の高さが得られる。
このタイプの側面計の例は、例えば、米国特許第５５６３７０６号明細書に記載され、干渉表面側面計に言及している。参照表面及び試料表面で反射された光は、ビームスプリッタを通して結像（ｉｍａｇｉｎｇ）光学システムに送られ、両表面で反射された光から形成された干渉縞が、検出光学システムで観測される。整列（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）光学部材は、整列光学要素の後焦点（ｒｅａｒ  ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）が結像平面に位置するように、干渉縞の結像平面と結像光学システムとの間の光路に配置される。
例えば、米国特許第６６６５０７５号明細書は、位相シフト干渉計（ＰＳＩ）を用いる画像システムを記載しており、更にトランスミッタ、ビームスプリッタ、位相インバータ及び受光器を備えている。トランスミッタは、測定パルス及び参照パルスに分離されている信号パルスを透過する。測定パルスは試料に当てられ、相対位相シフトが、位相インバータによって２つのパルスの間に導入され、再び合わされ、受光器によって検出される結合（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）パルスを形成する。
例えば、米国特許第６６３６３１７号明細書では、ビームスプリッタは、入射する光ビームに対して垂直から少し傾けて配置されている。記載の光学干渉計において、入射光ビームは、前記ビームスプリッタによって直角に交差するように２つの光路に分岐される。各光路において、反射光は第１反射ユニットによって全部反射され、透過光は第２反射ユニットによって全部反射される。両反射ユニットでの反射光は、ビームスプリッタによって再び合波され（ｗａｖｅ−ｃｏｍｂｉｎｅｄ）、受光器で受光される。
上述のＰＳＩ及びＶＳＩ干渉計は、顕微鏡的及びナノスケールでのかなり速い測定を実行することが可能である。さらに、ＶＳＩ方式の垂直測定範囲に本質的制限はない。それでも、両方式は、高度に傾斜した滑らかな表面、又は異なる材料を含む組織化された（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）試料を容易に取り扱うことはできないという欠点を有する。
ＰＳＩ装置では、使用者は０．１ｎｍ未満のスケールでさえ形状及びテクスチャの測定を実行することができる。それでも、垂直測定範囲が極端に制限されているという欠点を有する。
【０００６】
上述のような画像形成に基づく共焦点側面計は、干渉方式に含まれる多くの困難に対する解決法を提供し、光学システムで可能な最良の横（ｌａｔｅｒａｌ）解像度を提供することすら可能である。それでも、開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）値によって課せられる垂直解像度の制限があり、０．１ｎｍの程度での再現性は達成できない。
共焦点側面計は、高倍率のレンズ及び開口数、それぞれ１５０倍及び０．９５で用いることができる。他方、ＰＳＩ及びＶＳＩ装置で可能な倍率は、実際は５０倍に制限される。他のタイプのレンズを用いて、より高倍率を達成できるが、実用的でなく著しく高価である。
よって、異なる材料からなる試料でサブナノスケールの解像度を有し形状、テクスチャ等を決定するために、ある程度の傾斜を伴う滑らか又は比較的粗い表面の表示が可能な側面計を得ることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、物理的接触なしで表面の測定をするための新規な光学的な表面の計測装置を提供する。それは、両方式の利点を併せ持つ両用（共焦点干渉）方式光学側面計であり、小型で、動く部品を含まない。
【０００８】
本発明に係る側面計は、共焦点側面計として又は干渉側面計として用いてよく、よって広い範囲の応用に有利であり、更なる利点を提供する。即ち、本発明に係る両用方式光学側面計は、試料の表面の分析に要求されるすべての特徴を提供し、ナノメートルの範囲でアスペクト比を有するかなり平坦及び滑らかな表面の繰返しの精密な測定を行うのに適している。
【０００９】
本発明の側面計では、かなり大きなアスペクト比及び急峻な傾斜を有するかなり粗い表面を測定することができる。同様の装置を用いて、示されるように、異なる材質及び傾斜した表面を含み、組織化された又は層状化された試料の高さ測定が可能である。
【００１０】
本発明は、発光ダイオードを含む光源、ビームスプリッタ、ＣＣＤ装置及び多数の交換可能な顕微鏡レンズを備える両用（共焦点干渉）方式光学側面計を提供する。これらの交換可能な顕微鏡レンズは、共焦点像を得るのに用いられる従来のレンズ及び干渉像を得るのに用いられる干渉レンズを備える。全ての前記交換可能な顕微鏡レンズは回転要素に取付けられ、所望の側面計の機能の型に応じて容易に交換を可能とする。
【００１１】
本発明の側面計では、シリコン上液晶（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ，ＬＣＯＳ）マイクロディスプレイを備える照明パターン生成手段が提供される。ＬＣＯＳマイクロディスプレイにより、適したアルゴリズムを適用することによって、共焦点像を提供するか又は全照明画素の総開口が干渉像を得ることができる一連の照明パターンを発生することができる。側面計は、前記マイクロディスプレイに関連する偏光ビームスプリッタを備えることで完成する。
【００１２】
発光ダイオードは、好ましくは２乃至１０μｍの範囲のコヒーレント長の光のスペクトルを発光する。この範囲は、位相シフトの干渉側面計側方式（ＰＳＩ）又は白色光を伴う垂直走査の側面計側方式（ＶＳＩ）の両者を適用することを可能とする。最適の発光スペクトルのコヒーレント長の範囲は４乃至６μｍの間である。
【００１３】
最終的に、側面計は、全部の表面の点が焦点を通過するように、所望の試料の垂直走査を実行する走査システムを含む。この走査は、共焦点側面計及び干渉側面計（ＰＳＩ及びＶＳＩ）の両者に必要である。
【００１４】
試料の表面トポグラフの測定のための垂直走査は、モータ駆動手段又は圧電駆動手段（ＰＺＴ）によって実行される。両システム（モータ又は圧電駆動手段）は、開ループ又は好ましくは閉ループシステムによって制御されてよい。
【００１５】
この簡易な構造的構成は、工程制御手順において、例えば傾斜した位置のような困難な位置の測定を実行する、例えば、ロボットのアームに装着することのできる、頑強で小型に設計された被接触測定の側面計を提供する。
【００１６】
本発明の側面計は両用（共焦点及び干渉）方式なので、装置上で、レンズが搭載されている回転要素のよって適切な顕微鏡レンズを選択するだけで、表面分析のための共焦点撮像側面計として又は干渉撮像側面計として機能することができる。
【００１７】
本発明の側面計は、ミクロン及びナノスケールの全ての型の表面に形状及びテクスチャの正確な測定を実行するのに顕著に利便的多様的であり、異なる材質を含む組織化又は層状化された試料が含まれる。
【００１８】
本発明の側面計が用いられる多様な応用例がある。例として、大きなアスペクト比の表面の測定に用いられ、例えば、溝、孔又は凹みを含むような表面、急峻な傾斜を有する磨かれた表面、例えば、ミクロレンズ及びミクロプリズムのようなミクロ光学的構造を含むような表面、又はシリコン上の微細に仕上げされた（ｆｉｎｉｓｈｅｄ）表面、著しく粗くそれほど反射性のない表面、例えば、紙のような表面、異なる材質を含むかなり粗さの少ない表面、例えば、光学的又は電子的微小素子のような表面、異なるテクスチャを示す表面及び比較的大きな寸法の表面、例えば、フィールドステッチング（ｆｉｅｌｄ  ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）のオプションで測定可能であるモールド、硬貨又は水、等の表面である。
【００１９】
本発明の側面計の両用操作を以下に述べる。
【００２０】
共焦点モードでは、使用者は従来の顕微鏡レンズを選択し、このモードに関連した取込みプログラムも作動されている。光源（ＬＥＤ）は、コリメータ及び偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を通過する変調された光ビームを発光する。ＰＢＳによって反射された光は、ＬＣＯＳマイクロディスプレイに投射され、表示されている照明パターンの各画素に割当てられた状態に依って偏光を付与され反射される。ＬＣＯＳによって反射された光は、再びＰＢＳを通過し、異なる偏光との区別が成され、且つ補助光学システムを通過し、他方のビームスプリッタによって顕微鏡レンズに反射される。光ビームは測定される試料の表面に投射され、ＬＣＯＳによって発生した光パターンが照射される。試料の表面で反射又は散乱した光ビームは、再び顕微鏡レンズ、ビームスプリッタ及び補助光学システム（視野レンズ）を通過し、側面計のＣＣＤ装置に投射され、その際、焦点にある試料表面の像がそこに投影される。
【００２１】
共焦点モードでは、試料表面の１つ又はかなり少数の点のみが、ＬＣＯＳマイクロディスプレイに表示される照明パターンによって同時に照明され、それぞれの点の軸方向応答が適したアルゴリズムを用いて計算される。
測定される表面の全ての点を網羅するために、一連の照明パターンが、視界内にある全部の点に対して軸方向応答の値を得るために、その表面に照明されなければならない。このようにして、面内走査は、各垂直段階で、用いるレンズの視界内の全部の点に対して、軸方向の応答、即ち共焦点像を増大するように行われる。よって、光は焦点近傍の領域でのみ認識され、焦点から離れた領域は暗部として現れるので、共焦点像はかなり高いコントラストを与える。
【００２２】
表面のトポグラフの測定には、垂直走査システムによって試料を垂直に走査すること、つまり、異なる高さに位置する異なる平面での一連の共焦点像を得ること必要となる。これらの像に基づき、適切なソフトウェアによって、試料の表面が３次元的に再構築される。この一連の像を得るために、試料の垂直走査用のシステムが要求される。
【００２３】
記載された共焦点モードでは、通常でない横解像度を有する測定が可能である。これにより、従来の１５０倍のレンズに対して０．１０μｍの値に空間サンプリングを減少させることが可能となり、ナノスケールの臨界寸法の測定に理想的である。このモードでは、大きな開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ，ＮＡ）のレンズが用いられてよく、これはかなり大きな傾斜（７０°まで）を有する研磨された表面の測定を可能とする。また、超大作業距離（ｓｕｐｅｒ−ｌａｒｇｅ  ｗｏｒｋｉｎｇ  ｄｉｓｔａｎｃｅｓ，ＳＬＷＤ）を有するレンズが用いられてよく、これは大きなアスペクト比を有する表面の測定を可能とする。全ての場合に、異なる材質を含む組織化された試料も測定可能である。
【００２４】
干渉モードでは、使用者は干渉顕微鏡レンズを選択し、そのレンズに関連した取込みプログラムも作動されている。共焦点モードと対照的に、マイクロディスプレイは、一度に解析される表面全体を照明するように、全部の画素を開放している。つまり、干渉モードでは、照射パターンは投射されず、代わりに各平面の分析に対して干渉像が得られるように表面全体が照明される。発光されるビームはスプリッタを通過し、光ビームを試料の表面に送り、表面からの反射はＣＣＤ装置に投射される。試料の垂直走査の結果得られる一連の干渉像は、適切なアルゴリズムによって、解析される試料の表面のトポグラフを与える。
【００２５】
このモードでは、連続したかなり滑らかな表面の測定にＰＳＩ方式が用いられてよく、用いられる干渉レンズに依らず、言い換えれば、全ての開口数値に対して、サブナノスケールの（ｓｕｂｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ）垂直方向の再現性を有する。同様に、磨かれた表面又は粗い表面の測定にＶＳＩ方式が用いられてよく、全ての開口数値に対して、ナノスケールの（ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ）垂直方向の再現性を有する。さらに、ＶＳＩ方式では、垂直測定の範囲は本質的に制限されず、かなり大きな走査速度（１００μｍ／ｓにのぼる）を用いてよい。
【００２６】
本発明の側面計は、上述の機能モードのプログラムを管理し、テキスト、像又はグラフの形式でモニタに表示される結果を伴い、コンピュータシステムと共に提供される。表示されるデータは、例えば、測定されたトポグラフの、等高線状の（ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ）、等高線に沿った輪郭を示す（ｃｏｎｔｏｕｒ）又は側面の（ｐｒｏｆｉｌｅ）描写、ヒストグラム、高速フーリエ変換等であり、また、試料の表面の標準的な顕微鏡、共焦点及び干渉像である。
【００２７】
ソフトウェアは、分析パラメータ（粗さ、波状性、等）に従って分析される表面の形状パラメータ（高さ、幅、傾斜、体積）を決定するように設計されており、データのフィルタリング又は測定されていない点を修復するための補間の機能を実行可能である。ソフトウェアは、また、テキスト形式又はバイナリファイルのいずれかでデータをエクスポートするように設計されており、報告の印刷が可能となっている。
【００２８】
本発明の両用方式光学側面計に基づく測定装置は、側面計の光軸に垂直な平面内での２段階のＸ−Ｙ動作を含む、試料を位置決めするシステムを伴って完成されることが可能である。これらの段階は、手動で制御されることが可能であり、又はモータ駆動されることが可能である。この場合、側面計のソフトウェアは、それ自体で、ジョイスティックによってレンズの視野内で、測定されるサンプルの領域の位置決めを可能とし、また、フィールドスイッチング（ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式によりレンズの視野を越えたプロファイル又はトポグラフの自動トポグラフ測定を可能とする。該測定装置は、視野内に現れる干渉縞の数を最小にするためのＰＳＩ及びＶＳＩ方式を用いるために必要とされるチップ−チルト（ｔｉｐ−ｔｉｌｔ）台を伴って完成されることも可能である。
【００２９】
以下に、表面の三次元検査及び測定用の両用方式光学側面計の一実施形態が記述される。本発明の側面計の特徴及び利点がより明確になるであろう。本発明に係る光学側面計の一般的図示に対応する本明細書添付の図面を参照した限定されない例によって以降に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図示の両用方式光学側面計（ｄｕａｌ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）（１）は、基本的に、４８０ｎｍの波長及びランベルト（Ｌａｍｂｅｒｔ）発光パターンを有する高出力発光ダイオードで構成された光源（２）を備える。本発光ダイオード（２）による発光のスペクトルは、２乃至１０μｍ、好ましくは４乃至６μｍの範囲のコヒーレント長を有し、位相シフト干渉側面計測方式（ＰＳＩ）及び白色光垂直走査側面計測方式（ＶＳＩ）の両方を適用可能としている。
光学側面計（１）はビームスプリッタ（３，４）も備えており、その一方はマイクロディスプレイ（５）に関連する偏光ビームスプリッタ（３）である。
回転支持台（９）には３つの顕微鏡レンズ（６，７，８）が取付けられており、使用者が望む用途の側面計（１）の機能モードに依って、容易に交換可能である。顕微鏡レンズ（６，７，８）は、共焦点像を得るのに用いられる従来のレンズ及び干渉像を得るのに用いられる干渉レンズである。
【００３１】
前記マイクロディスプレイ（５）は、照明パターン発生手段の部分を成している。図示されている実施形態では、前記マイクロディスプレイ（５）は、一連の照明パターンを発生するための、シリコン上強誘電性液晶（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｏｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ，Ｆ−ＬＣＯＳ，ＬＣＯＳ）マイクロディスプレイである。この一連の照明パターンは、共焦点像を得るか又は全照明画素の総開口に干渉像を得るかできるように成してあり、側面計（１）は、必要に応じて共焦点モード又は干渉モードで機能するようになっている。
【００３２】
補助光学システム（１４、１５）も、前記ＬＣＯＳマイクロディスプレイ（５）の平面の像が試料（１１）の表面に投射され、次いで、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）装置（１２）に投射されるように、顕微鏡レンズ（６，７，８）と組合わせて作用し備えられている。
【００３３】
共焦点モードでは、機能する顕微鏡レンズ（８）は従来の顕微鏡レンズであって、その機能モードに関連した取込みプログラムも作動されている。前記光源（ＬＥＤ）（２）は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（３）に到達する前にコリメータ（１０）よってコリメートされ変調された光ビームを発光する。ＰＢＳ（３）によって反射された光ビームの部分は、ＬＣＯＳマイクロディスプレイ（５）に投射され、表示されている照明パターンの各画素に割当てられた状態に依って偏光され反射される。図１に示されるように、ＬＣＯＳ（５）によって反射されたビームは、再びＰＢＳ（３）及び光学システム（１５）を通過し、ビームスプリッタ（４）によって顕微鏡レンズ（８）に反射される。光ビームは測定される試料（１１）の表面に投射され、ＬＣＯＳ（５）によって発生した光パターンが照射される。試料の表面で反射又は散乱した光は、再び顕微鏡レンズ（８）、ビームスプリッタ（４）及び補助光学システム（視野レンズ）（１４）を通過し、側面計のＣＣＤ装置（１２）に投射される。
試料の表面はＬＣＯＳマイクロディスプレイ（５）の一連の照明パターンによって照明され、適切なアルゴリズムが、視界内の全部の点の軸方向の応答値、つまり、焦点面の共焦点像、を得るために用いられる。光は焦点近傍の領域でのみ認識され、焦点から離れた領域は暗部として現れるので、これらの共焦点像はかなり高いコントラストを与える。
表面のトポグラフの測定は、垂直走査システム（１３）によって試料（１１）を垂直に走査することで、つまり、異なる高さに位置する、試料（１１）の異なる平面での一連の共焦点像を得ることで実現される。これらの像に基づき、適切なソフトウェアによって、試料（１１）の表面が３次元的に再構築される。解析される表面（１１）の各点について、前記ソフトウェアは、軸方向の応答が最大となる位置でのトポグラフ（トポグラフィ）上の座標値を決定する。
【００３４】
垂直走査システム（１３）はモータ駆動手段又は圧電駆動手段（ＰＺＴ）を備えていてよい。両システム（モータ又は圧電駆動手段）は開ループ又は好ましくは閉ループシステムによって制御されてよい。
記載されたモードでは、大きな開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ，ＮＡ）のレンズが用いられてよく、これはかなり大きな傾斜（７０°まで）を有する研磨された表面の測定を可能とし、また、超大作業距離（ｓｕｐｅｒ−ｌａｒｇｅ  ｗｏｒｋｉｎｇ  ｄｉｓｔａｎｃｅｓ，ＳＬＷＤ）を有するレンズが用いられてよく、これは大きなアスペクト比を有する表面の測定を可能とする。全部の場合に、異なる材質を含む組織化された試料も測定可能である。
【００３５】
干渉モードでは、機能する顕微鏡レンズ（８）は干渉顕微鏡レンズであって、そのレンズに関連した取込みプログラムも作動されている。この場合、マイクロディスプレイ（５）は、一度に解析される表面（１１）全体を照明するように、全部の画素を開放している。ここで照射パターンは投射されず、代わりに各平面の分析に対して干渉像が得られるように表面（１１）全体が照明される。発光されるビームはスプリッタ（４）を通過し、光ビームを試料（１１）の表面に送り、表面からの反射はＣＣＤ装置（１２）に投射される。試料の垂直走査の結果得られる一連の干渉像は、適切なアルゴリズムによって、解析される試料の表面のトポグラフを与える。
【００３６】
本発明の側面計は、上述の機能モードのプログラムを管理し、テキスト、像又はグラフの形式でモニタに表示される結果を伴い、コンピュータシステムと共に提供される。表示されるデータは、例えば、測定されたトポグラフの、等高線状の（ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ）、等高線に沿った輪郭を示す（ｃｏｎｔｏｕｒ）又は側面の（ｐｒｏｆｉｌｅ）描写、ヒストグラム、高速フーリエ変換（ＦＦＴｓ）等であり、また、試料の表面の標準的な顕微鏡、共焦点及び干渉像である。
【００３７】
添付の図面を伴って、本発明の両用（共焦点干渉）方式光学側面計が何を含むかが十分に記載されたので、変形例が記載の請求の範囲に述べられている発明の本質を変えない限りにおいて、任意の詳細な修正も適切に導入され得ることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】全般的に（１）に示された、本明細書に含まれる図面中の例によって示される両用方式光学側面計。
【図１】
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【国際調査報告】
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