(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源からの光を被観察物体に導く照明光学系と、
該照明光学系内に配置されていて前記光源からの光を被観察光と被観察物体の干渉像を形成する為の参照光とにそれぞれ分割して導光する部材と、
被観察光と参照光の干渉により形成された干渉像を撮像素子に導く結像光学系と、
干渉像を撮像する撮像素子と、
該撮像素子からの画像情報を演算して位相情報を得る演算装置と、
前記照明光学系内または結像光学系内に配置されていて干渉像を形成する被観察光と参照光の相対的な位相差量を変化させる手段を有する光学装置であって、
被観察物体内の深さ方向における複数の点で光強度情報を取得し、
前記演算装置が、前記複数の点のうちの少なくとも２点の光強度情報の減衰特性に基づいて前記被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光源と、
該光源からの光を被観察物体に導く照明光学系と、
該照明光学系内に配置されていて前記光源からの光を被観察光と被観察物体の干渉像を形成する為の参照光とにそれぞれ分割して導光する部材と、
被観察光と参照光の干渉により形成された干渉像を撮像素子に導く結像光学系と、
干渉像を撮像する撮像素子と、
該撮像素子からの画像情報を演算して位相情報を得る演算装置と、
前記照明光学系内または結像光学系内に配置されていて干渉像を形成する被観察光と参照光の相対的な位相差量を変化させる手段を有する光学装置であって、
被観察物体内の深さ方向における複数の点で類似した構造の位相情報を取得し、
前記演算装置が、前記複数の点のうちの少なくとも２点の位相情報の減衰特性に基づいて前記被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記結像光学系が顕微鏡光学系であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記照明光学系及び前記結像光学系が共焦点光学系であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学装置。
【請求項５】
前記光源が低コヒーレンス光源であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学装置。
【請求項６】
被観察物体内の深さ方向の少なくとも２点で光強度情報及び位相情報を取得し、前記演算装置が、前記２点間での光強度情報及び位相情報の減衰特性から被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織に代表される光学的散乱体（被観察物体）の内部構造や、半導体基板上に形成された積層パターンの構造情報を得る為の光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物・医療分野では、生体の生理機能の観察や病理診断を行う場合、観察用の標本を作成すること無しに、生体の状態で非侵襲に内部組織等の観察を行うことが望まれている。
生体組織は光学的には光散乱体であり、生体の内部を観察する場合には、観察すべき領域の前後の組織により観察光が散乱の影響を受け、被観察領域を識別することが難しい。
この問題を解決する為に、特公平６−３５９４６号公報や米国特許第５３２１５０１号等で提案されている低コヒーレンス干渉技術を用いて観察する方法が使われるようになっている。低コヒーレンス干渉技術を用いて生体を観察すると、生体内で特定の領域の信号のみを検出することが出来る。更に、観察している領域の前後の媒質による光の散乱の影響を低減することも出来る。
また、半導体分野においても、ＩＣの高密度集積化を実現する為に、シリコンウエハー上に形成する回路パターンを積層して３次元的に形成することが進められている。このような回路パターンの３次元化に伴い、シリコンウエハー上に積層された特定の回路パターン層の構造や欠陥を検査する方法も必要になっている。
従来、ＩＣの回路パターンを検査する方法として、赤外光をシリコン基板に透過させて回路パターンを観察する方法があるが、この方法の採用により、シリコンウエハーの表面から観察することの出来ない部分についても、観察が可能になった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現状の低コヒーレンス干渉技術は、光源の可干渉距離の短さを利用して被観察物体の特定の領域からの信号を検出し、これにより被観察領域の座標と反射率を求めるようにしているが、被観察領域の前後の媒質での光の散乱による干渉信号の低下についての考慮がなされていないので、散乱光と干渉信号を分離することは可能であるが、被観察領域の位相変化を検出して位相情報を再生することが難しく、そのため、被観察領域の構造や密度の変化を検出することが難しいと云う問題があった。
また、生体の生理機能の観察や病理診断を行う場合には、被観察領域の構造や密度の変化を検出する必要もあり、被観察領域の座標や光の反射率を求める以外に、位相変化を検出することも重要である。
また、シリコン基板上に３次元的に形成された回路パターンを、赤外光を用いて透過観察し、特定の領域の構造や欠陥を検査する場合にも、被観察領域の前後の回路パターンにより散乱光及び回折光が発生する。また、回路パターンを形成する段差情報等も段差の前後の領域での光の散乱の影響により、その検出信号に減衰が生じる。なお、各層の回路パターンの構造や欠陥を観察する場合には、被観察領域以外で発生する散乱光と検出光を分離する必要があるが、赤外光源と低コヒーレンス干渉技術を組合せることにより、散乱光と検出光を分離することは出来る。しかし、被観察領域以外の領域での光の散乱により、検出信号の減衰が生じるので、生体内部の観察の場合と同様に、光の散乱による検出信号の減衰を考慮しなくては、段差等の構造情報を再生することは難しい。
【０００４】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被観察物体の特定の領域における位相情報を光の散乱の影響を受けることなしに再生することの出来る光学装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による光学装置は、光源と、該光源からの光を被観察物体に導く照明光学系と、該照明光学系内に配置されていて前記光源からの光を被観察光と被観察物体の干渉像を形成する為の参照光とにそれぞれ分割して導光する部材と、被観察光と参照光の干渉により形成された干渉像を撮像素子に導く結像光学系と、干渉像を撮像する撮像素子と、該撮像素子からの画像情報を演算して位相情報を得る演算装置と、前記照明光学系内または結像光学系内に配置されていて干渉像を形成する被観察光と参照光の相対的な位相差量を変化させる手段を有する光学装置であって、被観察物体内の深さ方向における複数の点で光強度情報を取得し、前記演算装置が、前記複数の点のうちの少なくとも２点の光強度情報の減衰特性に基づいて前記被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることを特徴としている。
【０００６】
一般に、光散乱媒質中を透過して来た光は、図１及び図２に模式的に示したように、光学特性上散乱光と非散乱光とに分類されるが、散乱光は、媒質中の光散乱物質と衝突を繰り返し、統計的に散乱角度内で分布する。そして、散乱光は光散乱物質と衝突を繰り返すことにより相対的に光路長がランダムになり、光源のコヒーレンスが低い場合には、インコヒーレントな状態になると考えられている。また、非散乱光は、媒質中の光散乱物質に衝突することなく透過する光、若しくは光散乱物質に衝突してもその光路長が光源のコヒーレンス長以内の光であり、特定の領域の密度分布や凹凸等の位相情報を伝達する光である。
【０００７】
従って、光源と、光源からの光を被観察物体に導く照明光学系と、照明光学系内に配置されていて光源からの光を被観察光と被観察物体の干渉像を形成する為の参照光とに夫々分割して導光する部材と、被観察光と参照光の干渉により形成された干渉像を撮像素子に導く結像光学系と、干渉像を撮像して位相情報を得る撮像素子と、撮像素子からの画像情報を演算する演算装置と、照明光学系または結像光学系内に配置されていて干渉像を形成する被観察光と参照光の相対的な位相差量を変化させる手段を有する光学装置を構成することで、光散乱媒質中の特定の領域からの非散乱光を干渉像として検出することが出来る。
【０００８】
光散乱媒質中を光が透過する時、光散乱物質に光が衝突して生じる散乱光と衝突せずに進む非散乱光とに分かれる。光散乱物質に衝突しないで進む非散乱光は、進む距離が長くなるにしたがって光散乱物質に衝突する確率が大きくなり、光散乱物質と衝突して散乱光に変わって行く。従って、非散乱光の散乱光または入射光に対する割合は、媒質中の光散乱物質の濃度等によって決まる光散乱係数や伝達距離に依存して小さくなる。
光散乱係数を光が光散乱物質に衝突する確率と考えると、非散乱光は光散乱係数と伝達距離に依存してその存在する確率が低下し、散乱光及び入射光に対する割合が小さくなる。
【０００９】
被観察点の位相情報は非散乱光成分と散乱光成分の比の関数になる。光が光散乱媒質中を伝達すると、非散乱光成分の減衰率が散乱光成分の減衰率に対し大きくなることから、位相情報が減少して計測される。従って、上記構成の光学装置で取得した干渉画像は、媒質の光散乱係数と伝達距離とによって非散乱光成分が減衰した情報になっている。
【００１０】
予め被観察物体と同種の物体から光散乱係数を測定するサンプルを作成して光散乱係数を計測し、伝達距離と減衰率の関係を計算機シミュレーション等により求め、レファレンスデータとして演算装置の内部に保持させて置く。そして被観察物体中の観察点の座標を、その表面を基準に測定し、上記のレファレンスデータから観察点での非散乱光の減衰率を求める。そして、取得した干渉画像を、この減衰率を用いて補正することにより、光散乱媒質中の位相分布を光の散乱の影響を受けることなく求めることが出来る。
【００１１】
また、光散乱媒質中の特定点の位相情報を求める場合には、非散乱光の減衰特性を推定することが重要になってくる。減衰特性を推定する方法として、先ず被観察物質と同種の物質から光散乱係数を測定する為のサンプルを作成し、光散乱係数を計測し、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの式等を用いて非散乱光の被観察物体の厚さと減衰の関係を数値計算から求める事が考えられる。光散乱係数を求める方法としては、被観察物体から計測用のサンプルを作成しなくても、被観察物体中の少なくとも２点以上の点からの散乱光を計測することにより、求めることが可能である。
【００１２】
従って、上記本発明のように、観察物体内の深さ方向における複数の点での光の強度情報を取得し、前記複数の点のうちの少なくとも２点の光強度情報の減衰特性に基づいて被観察物体の光散乱係数を求めることで、非散乱光の減衰特性を算出し、厚さ方向の減衰データをレファレンスデータとして保持し、光の強度情報を得た点もしくはそれ以外の点での非散乱光の減衰特性を算出し、被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明による光学装置は、光源と、該光源からの光を被観察物体に導く照明光学系と、該照明光学系内に配置されていて前記光源からの光を被観察光と被観察物体の干渉像を形成する為の参照光とにそれぞれ分割して導光する部材と、被観察光と参照光の干渉により形成された干渉像を撮像素子に導く結像光学系と、干渉像を撮像する撮像素子と、該撮像素子からの画像情報を演算して位相情報を得る演算装置と、前記照明光学系内または結像光学系内に配置されていて干渉像を形成する被観察光と参照光の相対的な位相差量を変化させる手段を有する光学装置であって、被観察物体内の深さ方向における複数の点で類似した構造の位相情報を取得し、前記演算装置が、前記複数の点のうちの少なくとも２点の位相情報の減衰特性に基づいて前記被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得るようにしている。
シリコンウエハーウ上に形成された回路パターンなどは、各層の回路パターンの厚さはほぼ均等であることから、被観察物体中の２点の位相情報を取得し、その信号比を求めることにより、位相情報の部分的な減衰率を求めることが出来る。積層回路パターンのように同様な構造が周期的に積層されている物の場合は、全体として均一と考えられ、部分的な減衰率から深さ方向の減衰特性を推定することが可能である。
従って、上記発明のように、被観察体内の深さ方向における複数の点で類似した構造の位相情報を取得し、前記複数の点のうちの少なくとも２点の位相情報の減衰特性から被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることが出来る。
【００１４】
また、本発明によれば、結像光学系が顕微鏡光学系であるように構成されている。これにより、生体の生理機能やシリコンウエハー上の回路パターンを拡大することができ、より詳細な情報を得ることが出来る。
【００１５】
また、本発明によれば、照明光学系及び結像光学系が共焦点光学系となるように構成されている。これにより、非散乱光については深さ方向の情報の分解能が向上して、被観察点の位置を正確に特定することができ、位相情報の減衰を補正する精度を向上させることが出来る。また、位相情報を取得するための干渉画像に散乱光の漏れ込みを減らすことができ、位相情報の取得精度を向上させることも出来る。
そして、散乱光については被観察点以外からの光の影響を少なくすることができ、被観察点に独立した点光源が存在することと等価に扱うことができる。被観察物体中で観察点を移動させ複数の観察点で散乱光を計測することにより、被観察物体の散乱光の減衰特性を求めることが出来る。この減衰特性から光散乱係数を求めることが出来、更に位相情報の減衰特性を求めることが出来る。
【００１６】
また、本発明によれば、光源が低コヒーレンス光源となるように構成されている。これにより、干渉画像から被観察物体の位相情報を取得する際、非散乱光を散乱光から分離することができるばかりか、散乱光と非散乱光の分離の精度を上げることが出来る。
【００１７】
また、本発明によれば、被観察物体内の深さ方向の少なくとも２点で光強度情報及び位相情報を取得し、前記演算装置が、前記２点間での光強度情報及び位相情報の減衰特性から被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得るようにしている。
また、本発明を適用するに当り、共焦点顕微鏡を構成することにより、散乱光強度及び位相情報を計測する際のセクショニング効果を得ることが出来るので、光の減衰率の計測をより正確に行うことが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。
実施例１
図３は、本発明に係る光学装置を微分干渉顕微鏡に適用した場合の概略構成図である。ここでは、結像光学系として物体からの光を対物レンズで平行光束にし、結像レンズによって被観察物体の像を形成する無限遠補正光学系を用いた正立型顕微鏡の構成で説明する。なお、微分干渉顕微鏡はシァーリング干渉法を応用した干渉顕微鏡であり、光路中にノマルスキープリズムを配置させることによって横ずれした２つの光束を発生させ、この２つの光束を干渉させて干渉像を生成するものである。よって、シァーリング干渉法ではノマルスキープリズムによって発生した２つの光束が、それぞれ交互に被観察光と参照光の役目を果たすことになる。
図中、１はステージ２上に抑止された被観察物体である標本、３は対物レンズ、４はピエゾ素子、５はノマルスキープリズム、６はハーフミラー、７は結像レンズ、８は開口パターンディスク、９はモーター、１０はリレーレンズ、１１はハーフミラー、１２はリレーレンズ、１３は検光子、１４は撮像素子、１５は記憶・演算装置、１６は表示装置、１７は光源、１８は集光レンズ、１９は位相変化装置、２０は光源、２１は集光レンズ、２２は位相変化装置、２３は光源、２４は集光レンズ、２５は位相変化装置、２６はミラー、２７はノマルスキープリズム、２８はコンデンサーレンズである。なお、開口パターンディスク８とモーター９は開口部材を、リレーレンズ１０，１２とハーフミラー１１と検光子１３はリレー光学系を、光源１７と集光レンズ１８と位相変化装置１９は共焦点照明光学系を、光源２０と集光レンズ２１と位相変化装置２２は落射照明光学系を、光源２３と集光レンズ２４と位相変化装置２５とミラー２６とノマルスキープリズム２７とコンデンサーレンズ２８は透過照明光学系を、夫々構成している。
【００１９】
開口パターンディスク（ニポウディスク（Nipkow Disk））８は結像レンズ７の焦点位置に配置されており、上記リレー光学系は開口パターンディスク８を透過した光が撮像素子１４の受光面上に結像するように配置されている。また、リレー光学系内にはハーフミラー１１が設けられていて、共焦点照明光学系によりハーフミラー１１と開口パターンディスク８を介して被観察物体１の表面を共焦点照明するように構成されている。さらに、結像光学系内にノマルスキープリズム５を配置し、リレー光学系内に検光子１３を配置して、落射微分干渉観察可能なニポウディスク走査型共焦点微分干渉顕微鏡を構成している。
共焦点照明光学系内には位相変化装置１９が配置されており、撮像素子１４によって撮像された被観察物体の画像を記憶・演算するための装置１５と、演算した画像を表示するための表示装置１６が付加されている。また、対物レンズ３はピエゾ素子４に取り付けられていて、被観察物体１を載置しているステージ２との協働により、対物レンズ３と被観察物体１の間隔が正確に制御され得るようになっている。この実施例では、位相変化装置１９によりリターデーション量を変化させて複数の微分干渉画像を撮像し、これを記憶・演算装置１５で演算して位相情報を抽出することが出来るようになっている。
【００２０】
次に共焦点光学系を用いて生体内部の構造を観察する場合について説明する。先ず、被観察物体である生体標本１をステージ２上に載せて、これを深さ方向即ち上下方向に移動可能にする。生体標本１の表面近傍から内部に向かってステージ２とピエソ素子４の両方を用いて観察点を移動させながら、共焦点観察により光の強度情報と位相情報を取得し、これらを夫々記憶・演算装置１５にデータとして保持させて行く。そして、取得したデータから光強度情報の観察点の移動による変化を求め、散乱光の減衰特性に変換する。そして、散乱光の減衰特性から光散乱係数を算出し、更に位相情報の減衰特性を求める。かくして算出した位相情報の減衰特性と各観察点で計測した位相情報を用いて、生体内部の３次元的な位相分布を再生する。位相再生に関する上記の処理は、一連のプログラムで記憶・演算装置１５により行われる。
なお、本実施例によれば、透過照明光学系と落射照明光学系を有しているので、共焦点観察以外の観察も可能である。
【００２１】
実施例２
図３に示された微分干渉顕微鏡を用いて実施例１とは異なる性質の被観察物体を観察した場合を実施例２として以下に説明する。
先ず、内部特性が予め分かっているシリコン基盤上に形成された回路パターンを基準サンプルとし、この基準サンプルをステージ２上に乗せて光源２３を赤外光源とした透過照明光学系を用い、結像光学系中のニポウディスク８を回転させながら、照明光学系内に配置された位相変化装置１９によりリターデーション量を変化させて複数枚の微分干渉画像を撮像し、記憶・演算装置１５で演算して位相情報を抽出する。次に、積層された回路パターン中で構造が等しい表面近傍の１点と内部の１点を選び、その位相情報を比較し、その２点の座標と位相情報の比較値から２点間の位相情報の減衰率を求める。さらに、表面近傍の点の位相構造を、落射照明光学系又は共焦点光学系を用いてその位相情報を計測する。
次に、落射照明光学系を用いて計測した位相情報と透過照明光学系を用いて計測した位相の減衰特性と１点の座標から、基準サンプル内部の位相の減衰特性を推定する。この減衰特性をレファレンスデータとして記憶・演算装置１５内に保持させる。
次に、基準サンプルと同種のサンプルをステージ２に載せ、落射照明光学系又は共焦点光学系を用いて表面近傍の構造を計測する。照明光学系を切り替えて、透過照明光学系を用いて回路パターン内部の位相情報を計測する。記憶・演算装置内部に保持されていた位相の減衰特性のレファレンスデータを用いて、被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を再生する。
【００２２】
実施例３
図４は本発明に係る光学装置をマイケルソン型干渉計に適用した場合の概略構成図である。図中、２９はＳＬＤ等を用いた低コヒーレンス光源、３０は集光レンズ、３１，３２，３３はミラー、３４はビームスプリッタ、３５は対物レンズ、３６は被観察物体、３７はステージ、３８はステッピングモーター、３９は結像レンズ、４０はＣＣＤ等から成る光ディテクター、４１は集光レンズ、４２は参照ミラー、４３はピエゾ素子である。ステージ３７はステッピングモーター３８により光軸方向に正確に位置を移動できるように構成されており、また、参照ミラー４２もピエゾ素子４３により光軸方向に位置を変えられるように構成されている。また、図示されていないが、ディテクター４０には実施例１に示した如き記憶・演算装置１５及び表示装置１６が接続されている。
本実施例は上記のように構成されているから、集光レンズ３０及びミラー３１，３２，３３を介してビームスプリッタ３４に達した光源２９からの光は、ビームスプリッタ３４により被観察物体３６へ向かう光と参照ミラー４２へ向かう光の２つに分割される。そして、被観察物体３６で反射した光と参照ミラー４２で反射した光はビームスプリッタ３４により合成され、光ディテクター４０上に被観察点での干渉縞を形成せしめる。本実施例の如く光源２９として低コヒーレンス光源を用いると、被観察物体３６で反射する被観察光の光路長と参照ミラー４２で反射する参照光の光路長が一致した位置でのみ干渉信号が発生するので、被観察物体３６上の特定点を観察する場合は、ピエゾ素子４３により参照ミラー４２を移動させて上記光路長を一致させる。参照ミラー４２を移動させた時の光ディテクター４０からの信号は、横軸に参照ミラー４２の移動距離を、縦軸に光ディテクターの信号強度をとると、該略図５に示すような形になる。ここで信号強度は負の電圧値で表示されている。
【００２３】
被観察物体３６の内部を観察する場合には、光散乱物質の存在により光ディテクター４０からの受信信号強度は低下する。これを図５を参照して説明すると、図中のＰは参照ミラー４２の移動によって変化する干渉信号であり、Ｓは光ディテクター４０に到達する光の強度の総和である。従って、Ｐは非散乱光成分、Ｓは散乱光成分と考えることができる。観察点を被観察物体３６の表面から内部へ移動させると、非散乱光成分Ｐと散乱光成分Ｓは共に減衰して行く。この減衰量を観察点の座標に対応させると、散乱光成分と非散乱光成分の減衰特性を知ることが出来る。更に、特定の観察点で参照ミラー４２を走査させて縞走査法等の位相検出法を用いることにより、その観察点での位相情報を得ることが出来るので、得られた位相情報と非散乱光及び散乱光の減衰特性とを用いて、被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量を補正すればその観察点での光の散乱の影響のない位相情報を再生することができる。
【００２４】
なお、図４には示されていないが、被観察物体３６を光軸に対し垂直な面内でも移動させるか、或いは観察光をその面内で走査させるようにすれば、被観察物体内部の３次元的な位相情報を再生することも出来る。また、散乱光成分と非散乱光成分の各減衰特性から観察点近傍の局所的な光散乱係数を検出することが出来るので、この局所的な光散乱係数を比較することにより、被観察物体の内部構造の変化または基準となる物体との差異を検出することも出来る。
本実施例を含む各実施例では、深さ方向における光強度情報や位相情報の取得は２点としているが、２点以上の複数の点で光強度情報や位相情報を取得しても構わない。また、減衰特性を求めるにあたっては、取得した複数の情報を全て使っても良いし、取得した複数の情報の一部を使用しても構わない。
【００２６】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、生体内部のように光の散乱を伴う物質中の２点以上の観察点で位相情報と散乱光情報を検出し、夫々の変化を求めることによりその物質内部で散乱されない光と散乱された光の減衰特性を求め、この減衰特性を用いて被観察物体の光散乱係数を求め、該光散乱係数を用いて被観察物体内の深さ方向の特定の点での光の散乱による減衰量が補正された位相情報を得ることにより上記物質内部の３次元的な構造情報を得ることの出来る光学装置を提供することが出来る。また、本発明によれば、上記物質の内部で散乱されない光と散乱する光の減衰情報からその内部の局所的な光散乱係数を算出することができ、局所的な光散乱係数から物質内部の構造変化を知ることの可能な光学装置を提供することが出来る。同様にして、本発明によれは、シリコン基板上に形成された積層回路パターンの３次元的な構造情報や内部構造の変化を知ることの出来る光学装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光を透過する物質内での散乱光と非散乱光の進行状態を模式的に示した説明図である。
【図２】図１に示した散乱光と非散乱光のコヒーレンスを示す図である。
【図３】本発明に係る光学装置を微分干渉顕微鏡に適用した実施例の概略構成図である。
【図４】本発明に係る光学装置をマイケルソン型干渉計に適用した実施例の概略構成図である。
【図５】図４に示した実施例における参照ミラー４２の移動距離とディテクター４０における信号強度との関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１，３６        被観察物体（標本）
２，３７        ステージ
３，３５        対物レンズ
４，４３        ピエゾ素子
５，２７        ノマルスキープリズム
６，１１        ハーフミラー
７，３９        結像レンズ
８              開口パターンディスク（ニポウディスク）
９              モーター
１０，１２      リレーレンズ
１３            検光子
１４            撮像素子
１５            記憶・演算装置
１６            表示装置
１７，２０，２３，２９          光源
１８，２１，２４，３０，４１    集光レンズ
１９，２２，２５                位相変化装置
２６，３１，３２，３３          ミラー
２８            コンデンサーレンズ
３４            ビームスプリッタ
３８            ステッピングモーター
４０            光ディテクター
４２            参照ミラー
【図１】
0004673955.tif 000002
【図２】
0004673955.tif 000003
【図３】
0004673955.tif 000004
【図４】
0004673955.tif 000005
【図５】
0004673955.tif 000006