本發(fā)明涉及一種白色光干涉測(cè)量裝置，特別涉及一種能夠減少因測(cè)量工件的配置方向的不同而產(chǎn)生的測(cè)量值的差異、并能夠提高測(cè)量精度和測(cè)量效率的白色光干涉測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：
以往，在使用因光的干涉而產(chǎn)生的干涉條紋的強(qiáng)度信息精確地測(cè)量測(cè)量工件的三維形狀的干涉測(cè)量裝置中，廣泛公知有光源使用寬帶光（白色光）的白色光干涉測(cè)量裝置。例如在圖8中示出了日本特開(kāi)2011－85413號(hào)公報(bào)（以下稱作專利文獻(xiàn)1）所公開(kāi)的白色光干涉測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)。圖8的白色光干涉測(cè)量裝置包括干涉物鏡20、射出白色光束8的白色光源6和使白色光束8反射的分束器16，該干涉物鏡20使由分束器16反射的白色光束8在光軸O的方向上會(huì)聚而照射于測(cè)量工件2，并且使從測(cè)量工件2反射得到的測(cè)量光束與從向測(cè)量工件2會(huì)聚的白色光束8分支得到的參照光束相干涉。另外，附圖標(biāo)記10、22、24、26分別表示準(zhǔn)直透鏡、干涉光束、成像透鏡、感光元件。在此，使用圖9的（A）、（B）說(shuō)明通過(guò)使用白色光的干涉來(lái)在高度方向（Z方向）上獲得較高的分辨率的技術(shù)。另外，圖9的（A）表示Z方向上的構(gòu)成白色光的每個(gè)波長(zhǎng)的干涉條紋的強(qiáng)度分布，圖9的（B）表示Z方向上的由各波長(zhǎng)合成的干涉條紋的強(qiáng)度分布。如圖9的（A）所示，在干涉物鏡20的Z方向的焦點(diǎn)位置（Z＝0）處，各波長(zhǎng)的干涉條紋的最大值重合，隨著自焦點(diǎn)位置離開(kāi)，各波長(zhǎng)的相位逐漸偏移。因此，如圖9的（B）所示，在焦點(diǎn)位置合成的干涉條紋的強(qiáng)度最大，隨著自焦點(diǎn)位置離開(kāi)，干涉條紋的強(qiáng)度一邊振蕩一邊逐漸變小。因而，在白色光干涉測(cè)量裝置中，通過(guò)檢測(cè)在干涉物鏡20的視野內(nèi)的各位置處強(qiáng)度達(dá)到最大的Z方向的位置，能夠高精度地測(cè)量干涉物鏡20的視野內(nèi)的測(cè)量工件2的三維形狀。但是，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在利用如圖8所示的白色光干涉測(cè)量裝置測(cè)量測(cè)量工件2的情況下，因測(cè)量工件2的配置方向不同，測(cè)量值有可能產(chǎn)生差異。例如，在將如圖10所示的由細(xì)小的線L（寬度數(shù)μm）與間隙S（寬度數(shù)μm）構(gòu)成的樣品（以下稱為L(zhǎng)/S樣品LSS）作為測(cè)量工件2進(jìn)行測(cè)量的情況下，在圖10的（A）的例如使L/S樣品LSS的P方向與白色光干涉測(cè)量裝置的特定方向（例如X方向）一致時(shí)和使L/S樣品LSS的Q方向與白色光干涉測(cè)量裝置的特定方向（例如X方向）一致時(shí)，測(cè)量值產(chǎn)生差異（光學(xué)分辨率或感光元件尺寸程度的差異）。為了解決上述問(wèn)題，考慮在配置有測(cè)量工件2的位置設(shè)置使測(cè)量工件2旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，利用該機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整測(cè)量工件2的配置。但是，在該情況下，產(chǎn)生了裝置的成本上升和用于配置調(diào)整的測(cè)量效率降低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而做成的，其課題在于提供一種能夠減少因測(cè)量工件的配置方向的不同而產(chǎn)生的測(cè)量值的差異、并能夠提高測(cè)量精度和測(cè)量效率的白色光干涉測(cè)量裝置。本申請(qǐng)的技術(shù)方案1的發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)來(lái)解決上述問(wèn)題的發(fā)明：一種白色光干涉測(cè)量裝置，其包括干涉物鏡、出射白色光束的白色光源和使該白色光束反射的分束器，該干涉物鏡使由該分束器反射的該白色光束在光軸的方向上會(huì)聚而照射于測(cè)量工件，并且使從該測(cè)量工件反射得到的測(cè)量光束與從向該測(cè)量工件會(huì)聚的該白色光束分支得到的參照光束相干涉，該白色光干涉測(cè)量裝置在上述白色光源與上述干涉物鏡之間具有將向該干涉物鏡入射的上述白色光束校正為圓偏振光的偏振光校正部件。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案2的發(fā)明中，上述偏振光校正部件包括在上述白色光束的反射面上形成有電介質(zhì)膜的上述分束器、配置于上述白色光源與該分束器之間的偏光板以及配置于該分束器與上述干涉物鏡之間的1/4波片。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案3的發(fā)明中，上述偏振光校正部件包括形成為無(wú)偏振分束器的上述分束器和配置于上述白色光源與該分束器之間的偏光板及1/4波片。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案4的發(fā)明中，使上述分束器為立方分束器。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案5的發(fā)明中，使上述分束器為玻璃粘合分束器。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案6的發(fā)明中，白色光干涉測(cè)量裝置包括配設(shè)于上述白色光源與分束器之間的準(zhǔn)直透鏡和配設(shè)于上述分束器與感光元件之間的成像透鏡。在本申請(qǐng)的技術(shù)方案7的發(fā)明中，上述干涉物鏡直接在上述白色光源和感光元件的位置處聚焦。根據(jù)本發(fā)明，能夠減少因測(cè)量工件的配置方向的不同而產(chǎn)生的測(cè)量值的差異，能夠提高測(cè)量精度和測(cè)量效率。附圖說(shuō)明參照附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，其中類似的構(gòu)件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且，其中：圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的概略示意圖。圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的干涉物鏡的概略示意圖（米洛（Mirau）型（A）、邁克爾遜（Michelson）型（B））。圖3是表示線柵偏振片的動(dòng)作的示意圖。圖4是表示具有偏光板、1/4波片的顯微鏡裝置的示意圖。圖5是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的概略示意圖。圖6是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的概略示意圖。圖7是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的概略示意圖。圖8是以往技術(shù)的白色光干涉測(cè)量裝置的概略示意圖。圖9是用于說(shuō)明白色光干涉測(cè)量裝置的Z方向分辨率的示意圖。圖10是表示在以往技術(shù)的白色光干涉測(cè)量裝置中，因配置方向的不同而使測(cè)量值產(chǎn)生差異的測(cè)量工件的一個(gè)例子的示意圖（俯視圖（A）與沿著P方向的剖視圖（B））。附圖標(biāo)記說(shuō)明2、102…測(cè)量工件；6、106、206、306、406…白色光源；8、108、208、308、408…白色光束；10、110、210、310…準(zhǔn)直透鏡；16、66、116、216、316、416…分束器；20、120、220、320、420…干涉物鏡；22、122、222、322、422…干涉光束；24、74、124、224、324…成像透鏡；26、76、126、226、326、426…感光元件；64、69、114、214、314、414…偏光板；68、118、218、318、418…1/4波片；100…白色光干涉測(cè)量裝置；104…鏡筒；112、212、312、412…偏振光校正部。具體實(shí)施方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子。首先，主要使用圖1、圖2說(shuō)明第1實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)。白色光干涉測(cè)量裝置100在鏡筒104內(nèi)包括白色光源106、準(zhǔn)直透鏡110、作為偏振光校正部件的偏振光校正部112、干涉物鏡120、成像透鏡124以及感光元件126。另外，測(cè)量工件102例如在未圖示的XY載置臺(tái)上能夠沿Z方向被二維掃描。而且，鏡筒104能夠在未圖示的Z載置臺(tái)上移動(dòng)。XY載置臺(tái)與Z載置臺(tái)固定在未圖示的架臺(tái)上，被依然未圖示的控制裝置控制。即，白色光干涉測(cè)量裝置100能夠不限定于干涉物鏡120的視野地測(cè)量測(cè)量工件102的三維形狀。另外，XY載置臺(tái)不是必需結(jié)構(gòu)，也可以利用Z載置臺(tái)使測(cè)量工件移動(dòng)。如圖1所示，上述白色光源106出射白色光束108。白色光源106例如形成為能夠放射自然光的鹵素光源。白色光束108是漫射光束，光波的正交的兩個(gè)偏振分量（用空心虛線箭頭表示的P偏振光Ppl和用空心箭頭表示的S偏振光Spl）的相位關(guān)系成為無(wú)規(guī)則的狀態(tài)（非偏振光）。如圖1所示，上述準(zhǔn)直透鏡110將入射的白色光束108校準(zhǔn)為平行光束。另外，從準(zhǔn)直透鏡110出射時(shí)的白色光束108仍然保持為非偏振光。如圖1所示，上述偏振光校正部112配置在準(zhǔn)直透鏡110與干涉物鏡120之間，該偏振光校正部112包括偏光板114、分束器116以及1/4波片118。偏光板114將從準(zhǔn)直透鏡110出射的非偏振光的白色光束108轉(zhuǎn)換為直線偏振光。即，利用偏光板114將P偏振光Ppl和S偏振光Spl預(yù)先做成產(chǎn)生了偏移的狀態(tài)。另外，偏光板114也可以配置在準(zhǔn)直透鏡110與白色光源106之間。分束器116將成為直線偏振光的白色光束108向光軸O的干涉物鏡120的方向反射。在分束器116的白色光束108的反射面上蒸鍍（形成）有電介質(zhì)膜，分束器116可以為普通的照明光學(xué)系統(tǒng)所用的構(gòu)件。因此，當(dāng)利用分束器116反射白色光束108時(shí)，P偏振光Ppl的衰減多于S偏振光Spl的衰減，使P偏振光Ppl與S偏振光Spl產(chǎn)生偏移。但是，由于利用偏光板114預(yù)先做成P偏振光Ppl與S偏振光Spl產(chǎn)生了偏移的狀態(tài)，因此能夠減少分束器116的反射對(duì)偏振分量的偏移的影響。1/4波片118是使正交的兩個(gè)偏振分量之間產(chǎn)生90度的相位差的雙折射元件。因此，1/4波片118能夠?qū)⑿纬蔀橹本€偏振光的白色光束108在被分束器116反射后轉(zhuǎn)換為圓偏振光Cpl（帶空心箭頭的環(huán)）的白色光束108。即，偏振光校正部112能夠?qū)⑾蚋缮嫖镧R120入射的白色光束108校正為P偏振光Ppl與S偏振光Spl沒(méi)有偏移的狀態(tài)的圓偏振光。如圖1所示，上述干涉物鏡120將經(jīng)由1/4波片118被分束器116反射的白色光束108在光軸O的方向上會(huì)聚而照射于測(cè)量工件102。在此，如圖2的（A）、（B）所示，干涉物鏡120包括物鏡OL、參照鏡RM以及分束器BS（或棱鏡PS）。物鏡OL將平行光束（白色光束108）會(huì)聚而照射于測(cè)量工件102。因此，向測(cè)量工件102會(huì)聚的白色光束108成為P偏振光Ppl與S偏振光Spl沒(méi)有偏移的狀態(tài)。分束器BS（或棱鏡PS）使向測(cè)量工件102會(huì)聚的平行光束（白色光束108）的一部分反射而產(chǎn)生參照光束（即，參照光束是從會(huì)聚的白色光束108分支得到的）。參照鏡RM配置在參照光束的焦點(diǎn)位置并反射參照光束。反射的參照光束在分束器BS（或棱鏡PS）的位置與作為從測(cè)量工件102反射得到的光束的測(cè)量光束耦合。通過(guò)測(cè)量光束與參照光束耦合而得到的干涉光束122沿著光軸O向分束器116的方向返回。另外，圖2的（A）是參照鏡RM與分束器BS配置在光軸O上的米洛型的干涉物鏡120，能夠主要在為高倍率時(shí)使用。圖2的（B）是參照鏡RM相對(duì)于光軸O配置于外側(cè)、棱鏡PS配置在光軸O上的邁克爾遜型的干涉物鏡120，與米洛型相比，能夠主要在為低倍率時(shí)使用。如圖1所示，上述成像透鏡124對(duì)透過(guò)分束器116的干涉光束122進(jìn)行成像。上述感光元件126是像素二維排列的感光元件，接收由成像透鏡124成像的干涉條紋。另外，干涉光束122產(chǎn)生的干涉條紋可以說(shuō)是因測(cè)量工件102與參照鏡RM的形狀的不同而產(chǎn)生的條紋。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)使向測(cè)量工件102會(huì)聚的白色光束108為圓偏振光且為質(zhì)量較高的照明光束，能夠獲得均質(zhì)的干涉光束122。即，在本實(shí)施方式中，將向測(cè)量工件102會(huì)聚的白色光束108校正為圓偏振光并非為了避免在從干涉物鏡120到感光元件126之間產(chǎn)生雜射光、反射光，而是為了獲得質(zhì)量較高的照明光束。即使產(chǎn)生了如上所述的雜射光、反射光，在利用了白色光干涉原理的本實(shí)施方式的白色光干涉測(cè)量裝置100中也不會(huì)對(duì)干涉條紋的對(duì)比度帶來(lái)較大的影響，能夠以較高的分辨率實(shí)現(xiàn)測(cè)量工件102的計(jì)測(cè)（因此，也具有使用后述的立方分束器的第2實(shí)施方式的存在意義）。在此，以往技術(shù)的圖8所示的分束器16一般是與本實(shí)施方式的分束器116相同地在其反射面蒸鍍有電介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)。因此，在以往技術(shù)中，向干涉物鏡20入射的白色光束8的P偏振光Ppl與S偏振光Spl產(chǎn)生了偏移。在不對(duì)其校正而偏移的狀態(tài)下，測(cè)量如圖10所示的L/S樣品LSS時(shí)，認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生與如圖3所示那樣的對(duì)線柵偏振片WG照射光的情況相同的現(xiàn)象（線柵偏振片WG使入射光束ILF的P偏振光Ppl透過(guò)，在反射光束OLF中僅含有S偏振光Spl）。即，在以往技術(shù)中，在向L/S樣品LSS照射的白色光束8中，P偏振光Ppl與S偏振光Spl已經(jīng)存在有偏移，因此認(rèn)為，從L/S樣品LSS反射得到的測(cè)量光束的強(qiáng)度產(chǎn)生了由L/S樣品LSS的配置方向的不同引起的測(cè)量值的差異。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，雖然是與以往技術(shù)相同地在分束器116上蒸鍍有電介質(zhì)膜那樣的結(jié)構(gòu)，但是能利用偏振光校正部112的偏光板114和1/4波片118使P偏振光Ppl與S偏振光Spl沒(méi)有偏移的圓偏振光的白色光束108入射于干涉物鏡120。因此，即使測(cè)量工件102是圖3所示的線柵偏振片WG那樣的構(gòu)件，也能夠減少因其配置方向的不同而使測(cè)量值產(chǎn)生差異的情況。因而，不需要使測(cè)量工件102旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)、利用該機(jī)構(gòu)對(duì)測(cè)量工件102進(jìn)行調(diào)整的工序，而且能夠提高測(cè)量精度和測(cè)量效率。另外，在本實(shí)施方式中，分束器116是與以往相同的結(jié)構(gòu)即可，由于不是特殊的分束器，因此能夠便宜地構(gòu)成白色光干涉測(cè)量裝置100。另外，在以圖像觀察為主的顯微鏡裝置中，如圖4所示，存在有組合配置偏光板64、69、1/4波片68、并使圓偏振光的照明光束IF入射于測(cè)量工件的技術(shù)。具體地說(shuō)，在圖4中，在物鏡OL與測(cè)量工件之間配置1/4波片68，并且在成像透鏡74的跟前追加配置偏光板（分析儀）69。但是，這種配置的目的是為了切斷直接且嚴(yán)重地影響利用感光元件76觀察的圖像那樣的、主要來(lái)自（不是本實(shí)施方式的干涉物鏡120）物鏡表面的（相位反轉(zhuǎn)了的）反射光束RL。即，如圖4所示的顯微鏡裝置的構(gòu)思、基于該構(gòu)思的構(gòu)成也與本實(shí)施方式這樣的利用白色光干涉原理的技術(shù)不同。列舉第1實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于第1實(shí)施方式。即，當(dāng)然能夠進(jìn)行不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)的變更。例如，在第1實(shí)施方式中，偏振光校正部112包括了形成有電介質(zhì)膜的分束器116、配置于準(zhǔn)直透鏡110與分束器116之間的偏光板114以及配置于分束器116與干涉物鏡120之間的1/4波片118，但是本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以像圖5所示的第2實(shí)施方式那樣。另外，在此，說(shuō)明與第1實(shí)施方式不同的偏振光校正部212，關(guān)于除此以外的說(shuō)明，為了避免重復(fù)而省略。在第2實(shí)施方式中，如圖5所示，偏振光校正部212包括形成為無(wú)偏振分束器的分束器216和配置于分束器216與準(zhǔn)直透鏡210之間的偏光板214及1/4波片218（偏光板214及1/4波片218也可以配置于白色光源206與準(zhǔn)直透鏡210之間）。另外，分束器216是立方分束器，在白色光束208的反射面上形成有金屬膜。即，利用偏光板214暫且將從準(zhǔn)直透鏡210出射的非偏振光的白色光束208做成直線偏振光，并立即利用1/4波片218做成圓偏振光Cpl。由于在分束器216中沒(méi)有偏振，因此從分束器216出射的白色光束208也成為保持著圓偏振光Cpl的狀態(tài)。即，能夠使P偏振光Ppl與S偏振光Spl沒(méi)有偏移的白色光束208入射于干涉物鏡220。在第2實(shí)施方式中，除了光軸O上的光學(xué)元件之外，也能利用從白色光源206到1/4波片218之間的結(jié)構(gòu)來(lái)獲得效果，因此可以說(shuō)僅需要調(diào)整照明系統(tǒng)，該調(diào)整較容易。另外，像圖6所示的第3實(shí)施方式那樣，形成為無(wú)偏振分束器的分束器316也可以為玻璃粘合分束器。在該情況下，也在白色光束308的反射面上形成有金屬膜。在第3實(shí)施方式的分束器316中，像立方分束器那樣，能夠減少由于其背面反射產(chǎn)生雜光（不需要的光）而導(dǎo)致由感光元件326接收的干涉條紋的對(duì)比度降低的可能。在上述實(shí)施方式中，使用了準(zhǔn)直透鏡和成像透鏡，但是也可以不使用這些透鏡而像圖7所示的第4實(shí)施方式那樣構(gòu)成白色光干涉測(cè)量裝置。在此，與第1實(shí)施方式不同，干涉物鏡420直接在白色光源406和感光元件426的位置處聚焦。在第4實(shí)施方式中，由于能夠減少所使用的光學(xué)元件，因此能夠以更低的成本構(gòu)成白色光干涉測(cè)量裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，上述實(shí)施例僅是說(shuō)明性的，表示本發(fā)明的應(yīng)用原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠容易地設(shè)計(jì)出眾多的和各種各樣的其他安排。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠廣泛應(yīng)用于利用分束器使白色光束反射并向干涉物鏡入射的、利用白色光干涉的圖像測(cè)量裝置（包括光學(xué)顯微鏡）。2012年3月16日提交的日本專利申請(qǐng)2012-59993號(hào)公報(bào)的說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求書(shū)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并在此。