JP2011039006A

JP2011039006A - 測定装置

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Publication number: JP2011039006A
Application number: JP2009189438A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Isozaki; 久磯崎; Yoshiyuki Enomoto; 芳幸榎本
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2011-02-24
Also published as: CN101995217A; US20110043825A1; KR20110018844A; US8243264B2; TWI500901B; CN101995217B; TW201126132A; KR101223849B1

Abstract

【課題】所定の精度を確保しつつ測定に要する時間を短縮することのできる測定装置を提供する。
【解決手段】撮像素子１７からのライン反射光Ｒｌの取得データに基づいて被測定物の表面形状を計測する測定装置１０である。ライン反射光Ｒｌを撮像素子１７の受光面に結像させる複数の結像光学系（３３、３４）と、ライン光Ｌの延在方向で見て互いに異なる測定位置における被測定物（１６）上でのライン光Ｌの形状を取得させるべくライン反射光Ｒｌを分岐して各結像光学系へと導く光束分岐機構３３とを備え、撮像素子１７は、受光面上において複数のセグメントが設定されているとともに各セグメントが複数の領域に区画され、各セグメントにおける少なくとも１つ以上の領域を受光領域とし、各結像光学系は、分岐されたライン反射光Ｒｌを撮像素子１７の受光面において互いに異なるセグメントの受光領域へと結像させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被測定物の測定装置に関し、特に、ライン光を用いて被測定物を測定する測定装置に関する。

例えば、ウェハには、各電子部品における配線のために、半田等で形成されたボール状の端子（以下、バンプという）を設けるものが知られている。このものでは、各電子部品における検査の１つとして、切り出される前のウェハの状態において各バンプの高さ寸法を測定する。このようなバンプの高さ寸法の測定には、被測定物としてのウェハに、ライン状のレーザ光等（以下、ライン光という）を照射し、そのライン光が照射された箇所を撮像素子で撮像し、そこからの撮像データに基づいて、ウェハの各所における高さ寸法すなわち各バンプ等の高さ寸法を測定する測定装置を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この測定装置では、撮像素子と被測定物との間に、ライン光が照射された箇所を当該撮像素子が撮像することを可能すべく設定された結像光学系が設けられている。

ところで、このような被測定物の測定では、被測定物（上記した例ではウェハ）の製造効率の観点から、測定に要する時間をできる限り短くしつつ所定の精度を確保することが要求される。このため、上記した結像光学系は、測定に要する時間をできる限り短くしつつ所定の精度を確保する観点から、被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ）に対する光学的な設定が決定されている。

特開２０００−２６６５２３号公報

しかしながら、上記した測定装置では、撮像素子において取得データの出力処理速度に限界があることから、所定の精度を確保しようとすると、測定に要する時間を短くすることには限界がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、所定の精度を確保しつつ測定に要する時間を短縮することのできる測定装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、出射光学系によりライン光が照射された被測定物からのライン反射光を撮像素子で取得し、その取得した該ライン反射光の前記被測定物上での幾何学的な位置関係に基づいて、該被測定物の表面形状を計測する測定装置であって、前記被測定物と前記撮像素子との間に、前記被測定物上での前記ライン光の形状を取得させるように前記ライン反射光を前記撮像素子の受光面に結像させる結像光学系と、前記ライン反射光を分岐して前記撮像素子へと導く光束分岐機構と、を備え、該光束分岐機構は、前記ライン光の延在方向で見て互いに異なる測定位置における前記被測定物上での前記ライン光の形状を取得させるべく前記ライン反射光を分岐し、前記撮像素子は、受光面上において複数のセグメントが設定されているとともに該各セグメントが複数の領域に区画され、前記各セグメントにおける少なくとも１つ以上の領域を受光領域とし、前記結像光学系は、前記光束分岐機構により分岐された前記ライン反射光を、前記撮像素子の前記受光面において互いに異なる前記セグメントの前記受光領域へと結像させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測定装置であって、前記受光領域は、前記撮像素子の前記受光面での前記各セグメントにおいて出力処理が最初に行われる領域とされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の測定装置であって、前記光束分岐機構は、前記被測定物の測定対象に対する光学的な設定が為された後の前記ライン反射光を分岐することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の測定装置であって、前記光束分岐機構は、前記ライン反射光を分岐した後、それぞれを前記撮像素子の前記受光面に沿う平面上で見た直交する２方向の位置を変位させることにより、前記ライン光の延在方向で見て互いに異なる測定位置における前記被測定物上での前記ライン光の形状の取得を可能とすることを特徴とする。

本発明の測定装置によれば、一度の測定動作すなわち一度の走査で、光束分岐機構による分岐した数だけ、被測定物における互いに異なる測定位置の測定データを得ることができる。このとき、複数の測定データを得るために、光束分岐機構により分岐され結像光学系を経た各ライン反射光を、撮像素子の受光面における互いに異なる受光領域に結像させる構成であることから、これらの複数の測定データは、撮像素子において高速でかつ同時に処理することができるので、測定に要する時間の増大を防止することができる。よって、全体としての検査速度（スループット）を高めることができる。

上記した構成に加えて、前記受光領域は、前記撮像素子の前記受光面での前記各セグメントにおいて出力処理が最初に行われる領域とされていることとすると、撮像素子において、複数の測定データを、極めて高速でかつ同時に処理することができるので、測定に要する時間の増大をより効果的に防止することができる。

上記した構成に加えて、前記光束分岐機構は、前記被測定物の測定対象に対する光学的な設定が為された後の前記ライン反射光を分岐することとすると、複数の測定データにおいて、被測定物の測定対象に対する光学的な設定を完全に一致させることができる。

上記した構成に加えて、前記光束分岐機構は、前記ライン反射光を分岐した後、それぞれを前記撮像素子の前記受光面に沿う平面上で見た直交する２方向の位置を変位させることにより、前記ライン光の延在方向で見て互いに異なる測定位置における前記被測定物上での前記ライン光の形状の取得を可能とすることとすると、光束分岐機構の撮像素子に対する光学的な設定の調節を容易なものとすることができる。

本願発明に係る測定装置１０の構成を示すブロック図である。測定装置１０における被測定物（ウェハ１６）に対する光学系１１の関係を模式的に示す説明図である。測定装置１０において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための模式的な説明図である。測定装置１０での測定を説明するために被測定物（ウェハ１６）上での測定対象とライン光Ｌとの関係を模式的に示す説明図である。図４で得られた測定結果が可視化された図形として表示部１４に表示された様子を模式的に示す説明図であり、（ａ）は図４の第１ライン反射光Ｒｌ１に対応し、（ｂ）は図４の第２ライン反射光Ｒｌ２に対応し、（ｃ）は図４のライン光Ｌ３に対応し、（ｄ）は図４のライン光Ｌ４に対応し、（ｅ）は図４のライン光Ｌ５に対応している。撮像素子１７の構成を説明するための説明図である。光学系１１１における受光光学系３６１を模式的に示す構成図である。受光光学系３６１（光束分岐機構３３）における被測定物の測定位置のみを異なるものとする様子を説明するための説明図である。変形例１の測定装置１０２における被測定物（ウェハ１６）に対する光学系１１２の関係を模式的に示す図２と同様の説明図である。測定装置１０３において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための図３と同様の模式的な説明図である。測定装置１０３での測定を説明するために被測定物（ウェハ１６）上での測定対象（バンプ１９ｃ、１９ｄ）の様子を模式的に示す説明図である。図１１の測定対象（バンプ１９ｃ、１９ｄ）に対する測定データを可視化した図形として表示部１４に表示した様子を模式的に示す説明図であり、（ａ）は第１光路ｗ１および第２光路ｗ２側から得られた測定データを示し、（ｂ）は第３光路ｗ３および第４光路ｗ４側から得られた測定データを示し、（ｃ）は両者を合成した様子を示している。測定装置１０４において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための図３と同様の模式的な説明図である。

以下に、本願発明に係る測定装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

先ず、本願発明に係る測定装置の概念について説明する。図１は、本願発明に係る測定装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、測定装置１０における被測定物（ウェハ１６）に対する光学系１１の関係を模式的に示す説明図である。図３は、測定装置１０において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための模式的な説明図である。図４は、測定装置１０での測定を説明するために被測定物（ウェハ１６）上での測定対象とライン光Ｌとの関係を模式的に示す説明図である。図５は、図４で得られた測定結果が可視化された図形として表示部１４に表示された様子を模式的に示す説明図であり、（ａ）は図４の第１ライン反射光Ｒｌ１に対応し、（ｂ）は図４の第２ライン反射光Ｒｌ２に対応し、（ｃ）は図４のライン光Ｌ３に対応し、（ｄ）は図４のライン光Ｌ４に対応し、（ｅ）は図４のライン光Ｌ５に対応している。図６は、撮像素子１７の構成を説明するための説明図である。なお、各図および以下の説明では、ステージ１２の載置面をＸ−Ｙ平面とし、そこに直交する方向をＺ方向とし、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）のスライド移動方向をＹ方向としている。また、撮像素子１７の受光面１８上で見て、ステージ１２におけるＸおよびＺ方向に対応する各方向を、Ｘ´およびＺ´方向とし、Ｘ´−Ｚ´平面に直交する方向をＹ´方向としている。

本願発明に係る測定装置１０は、単一のライン光の照射による光てこ方式を採用した測定方法を行うものであり、基本的な概念としては、測定に要する時間の増加を招くことなく複数の測定情報（測定データ）を同時に得ることを目的とし、出射光学系によりライン光が照射された被測定物からのライン反射光を受光光学系の撮像素子で取得し、その取得したライン反射光の被測定物上での幾何学的な位置関係に基づいて、被測定物の表面形状を計測するものであって、受光光学系において、受光面上に複数のセグメントが設定された撮像素子を採用し、被測定物上でのライン光の形状を取得させるように、ライン反射光を分岐して撮像素子の受光面において互いに異なるセグメントへと結像させるものである。より具体的には、測定装置１０は、測定に要する時間の増加を招くことなく、被測定物の測定対象に対する光学的な設定の異なる複数の測定情報（測定データ）を同時に得ることを可能とするものである。この測定装置１０は、図１に示すように、光学系１１とステージ１２とメモリ１３と表示部１４と制御部１５とを備える。

光学系１１は、図２に示すように、出射光学系３５で、後述するステージ１２上に載置された被測定物（後述するウェハ１６）にＸ方向に延在するライン光Ｌ（図３参照）を照射するとともに、受光光学系３６で、被測定物上でのライン光Ｌの形状の取得を可能とするように、表面にライン光Ｌが照射された被測定物からの反射光であるライン反射光Ｒｌを撮像素子１７の受光面１８上の所定の領域（後述する受光領域）に結像する。この光学系１１は、被測定物上のライン光Ｌとの幾何学的な位置関係に基づいて、被測定物の表面におけるライン光Ｌの形状、すなわちライン光Ｌに沿った被測定物（その位置座標）の計測を可能とするための情報を撮像素子１７に取得させるものである。この光学系１１の構成については後に詳述する。

ステージ１２は、図３に示すように、出射光学系３５（図２参照）からのライン光Ｌによる被測定物上の照射位置を変更すべく、載置された被測定物をＹ方向へとスライド移動させるものである。この例では、被測定物としてウェハ１６がステージ１２上に載置されている。これは、ウェハ１６には、そこから生成される各電子部品における配線のために、半田等で形成されたボール状の端子（以下、バンプ１９（図４参照）という）が設けられるものがあり、各電子部品の品質管理のために各バンプ１９の高さ寸法を管理することが求められることによる。このため、この例では、測定対象がウェハ１６に設けられた各バンプ１９（その高さ寸法）となる。

ステージ１２上では、ウェハ１６がＹ方向へと移動される（矢印Ａ１参照）ことにより、ライン光Ｌによるウェハ１６（その表面）上の照射位置が移動方向Ａ１とは逆側へと移動する（矢印Ａ２参照）。このため、ステージ１２上にウェハ１６を載置することにより、当該ウェハ１６において、ライン光Ｌの幅寸法でＹ方向へと延在させた領域を照射することができ、それに合わせて受光光学系３６で適宜ライン反射光Ｒｌを取得することにより、ライン光Ｌ上におけるライン反射光Ｒｌの取得対象とした範囲をＹ方向へと延在させた領域（以下、取得領域（符号Ａｓ１、Ａｓ２参照）という）の測定を行うこと（走査すること）ができる。

このため、測定装置１０では、受光光学系３６によるライン光Ｌ（Ｘ方向）上でのライン反射光Ｒｌの取得対象とした範囲と、ステージ１２に載置されたウェハ１６の位置と、の関係をＸ方向に相対的に変化させて上記した測定動作（走査）を繰り返すことにより、ウェハ１６の全領域を測定することができることとなる。このステージ１２は、制御部１５の制御下で、ウェハ１６のＹ方向での測定位置間隔と、撮像素子１７における処理速度と、に基づいて移動速度を設定し、その移動速度でウェハ１６をスライド移動させる。

メモリ１３は、制御部１５の制御下で、撮像素子１７から出力された電気信号（各画素データ）に基づく測定データが、適宜格納されるとともに適宜読み出される。表示部１４は、制御部１５の制御下で、メモリ１３に格納された測定データを数値または可視化された図形（図５参照）として、表示する。

制御部１５は、ウェハ１６（被測定物）のＹ方向での測定位置間隔と、撮像素子１７における処理速度と、に基づいてウェハ１６のスライド移動速度を設定し、当該速度での駆動信号をステージ１２へ向けて出力するとともに、そのスライド移動に同期させた電気信号（各画素データ）の出力ための信号を撮像素子１７へ向けて出力する。また、制御部１５は、撮像素子１７から出力された電気信号（各画素データ）を、被測定物上のライン光Ｌとの幾何学的な位置関係に基づいて、被測定物の表面におけるライン光Ｌの形状、すなわち被測定物のライン光Ｌ上での位置座標としての測定データに変換する。さらに、制御部１５は、メモリ１３に格納した測定データを適宜読み出して、数値または可視化された図形（図５参照）として、表示部１４に表示させる。

制御部１５は、ステージ１２上で設定した移動速度でウェハ１６をスライド移動させつつ、光学系１１を経て撮像素子１７から出力された電気信号（各画素データ）に基づく測定データを生成することにより、ウェハ１６の３次元計測が可能となる。この測定データを可視化した図形の一例を以下で説明する。

先ず、図４に示すように、被測定物としてのウェハ１６上に、２つのバンプ１９（以下、バンプ１９ａ、１９ｂとする）が設けられているものとすると、ステージ１２上でウェハ１６がＹ方向へとスライド移動されることにより、ライン光Ｌにより照射される箇所は、符号Ｌ１から符号Ｌ５へ向けて相対的に移動する。すると、光学系１１の受光光学系３６を経て取得される測定データは、ライン光Ｌ１に対して、図５（ａ）で示すように、平坦な線２０すなわちＸ´方向の位置に拘らずＺ´方向への変位がないものとなり、ライン光Ｌ２に対して、図５（ｂ）で示すように、バンプ１９ａの中腹の形状に応じた小さな隆起箇所２０ａと、バンプ１９ｂの中腹の形状に応じた隆起箇所２０ｂとを有する線２０となり、ライン光Ｌ３に対して、図５（ｃ）で示すように、バンプ１９ａの頂点の形状に応じた隆起箇所２０ｃと、バンプ１９ｂの頂点の形状に応じた大きな隆起箇所２０ｄとを有する線２０となり、ライン光Ｌ４に対して、図５（ｄ）で示すように、バンプ１９ａの中腹の形状に応じた小さな隆起箇所２０ｅと、バンプ１９ｂの中腹の形状に応じた隆起箇所２０ｆとを有する線２０となり、ライン光Ｌ５に対して、図５（ｅ）で示すように、平坦な線２０となる。このように、ステージ１２上で被測定物（ウェハ１６）を設定された移動速度でスライド移動させつつ、光学系１１を経て撮像素子１７から出力された電気信号（各画素データ）に基づく測定データを適宜生成することにより、被測定物（ウェハ１６）の３次元での計測を行うとともに、表示部１４に可視化した図形として表示させることができる。なお、この可視化した図形における各点（Ｘ´、Ｚ´座標）の数値データに、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動位置（Ｙ方向）の数値データを組み合わせたものが、数値としての測定データとなる。ここで、ステージ１２上の被測定物（ウェハ１６）でのＺ方向の高さ寸法は、撮像素子１７の受光面１８上でのＺ´方向の座標位置（高さ寸法）を用いて、次式（１）で表すことができる。なお、式（１）では、バンプ１９ｂの高さ寸法をΔｈ（図４参照）とし、受光面１８上でのバンプ１９ｂの頂点の座標をＺｄ´（図５（ｃ）参照）とし、受光面１８上での被測定物の平坦位置の座標をＺ０´（図５（ｃ）参照）とし、出射光学系３５からのライン光Ｌのステージ１２上の被測定物（ウェハ１６）に対する入射角をθ（図２参照）として、結像光学系（３３、３４）のＺ方向（Ｚ´方向）での倍率が等倍とされているものとする。

Δｈ＝２（Ｚｄ´−Ｚ０´）ｓｉｎθ・・・・・・（１）
このように、受光面１８上での座標位置から、ステージ１２上の被測定物（ウェハ１６）でのＺ方向の高さ寸法を求めることができる。

次に、光学系１１の構成について説明する。光学系１１は、図２に示すように、光源３０とコリメートレンズ３１と結像光学系３２と光束分岐機構３３と撮像素子１７とを有する。

光源３０は、ライン光Ｌのための光束を出射するものであり、例えば、レーザーダイオード等で構成することができる。コリメートレンズ３１は、光源３０から出射された光束を、所定の幅（Ｘ方向）寸法のライン状にウェハ１６（被測定物）上を照射するライン光Ｌ（図３等参照）に変換するものであり、例えば、シリンドリカルレンズ等を用いて構成することができる。このため、光学系１１では、光源３０とコリメートレンズ３１とが、出射光学系３５を構成している。

結像光学系３２は、ウェハ１６の表面におけるライン光Ｌの形状、すなわちライン光Ｌに沿った被測定物（その位置座標）の計測を可能とするように、ウェハ１６（被測定物）からの反射光であるライン反射光Ｒｌを、撮像素子１７の受光面１８上に結像する。ここでいうライン反射光Ｒｌとは、ウェハ１６（被測定物）上でのライン光Ｌの形状（図４参照）の情報を有するものをいう。この結像光学系３２は、ステージ１２に載置されたウェハ１６（そこに照射されたライン光Ｌ）と、撮像素子１７の受光面１８との幾何学的な位置関係と、に基づいて、各種レンズを用いて適宜構成することができる。

光束分岐機構３３は、ライン光Ｌの延在方向で見て互いに異なる測定位置におけるウェハ１６（被測定物）上でのライン光Ｌの形状を撮像素子１７を介して取得させるべくライン反射光Ｒｌを２つに分割する（一方をＲｌ１とし、他方をＲｌ２とする）ものであり、例えば、ハーフミラーや波長分離ミラーを用いて構成することができる。このため、光学系１１では、結像光学系３２と光束分岐機構３３と撮像素子１７とが、受光光学系３６を構成している。

この光束分岐機構３３では、第１ライン反射光Ｒｌ１の光路としての第１光路ｗ１と、第２ライン反射光Ｒｌ２の光路としての第２光路ｗ２とが設けられている。この第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とでは、後述するように、撮像素子１７の受光面１８において設定された互いに異なる各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）の第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）（図６参照）上に第１ライン反射光Ｒｌ１、Ｒｌ２を結像させるものとされている。また、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とでは、撮像素子１７の受光面１８（受光領域となる各第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１））から見た、被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）に対する光学的な設定が、互いに異なるものとされている。この光学的な設定とは、検査速度を高めることを目的としていることから、ステージ１２上に載置された被測定物（ウェハ１６）におけるライン光Ｌの延在方向（Ｘ方向）での取得対象とする位置である（以下、測定位置という）。これは、測定装置１０では、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）のスライド移動による走査方向がＹ方向であることから、一度の走査（測定動作）における測定範囲がＸ方向（幅寸法）で見た撮像素子１７での取得範囲により規定されるので、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とでライン光Ｌ上の互いに異なる位置を取得対象とすることにより、他の条件（被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）および／または被測定物に対する分解能等）が等しいものとすれば、走査回数を半分とすることができ、結果として全体としての検査速度（スループット）を高めることができることによる。

ここで、測定対象の測定可能範囲（倍率）とは、ステージ１２上に載置された被測定物（ウェハ１６）のＺ方向で見た大きさ寸法の測定可能な範囲を示し、撮像素子１７の受光面１８（後述する各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）の第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１））におけるＺ´方向の大きさ寸法（Ｚ´方向で見た画素数）に対する、ステージ１２上でのＺ方向の大きさ寸法で表すことができる。また、被測定物（その測定対象）に対する分解能とは、ステージ１２上に載置された被測定物（ウェハ１６）におけるライン光Ｌの延在方向（Ｘ方向）での測定範囲を示し、撮像素子１７の受光面１８（各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）の第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１））におけるＸ´方向の大きさ寸法（Ｘ´方向で見た画素数）に対する、ステージ１２上でのＸ方向の大きさ寸法で表すことができる。

なお、この例では、第１光路ｗ１によるライン光Ｌ上での測定位置（ライン反射光Ｒｌの取得対象とした範囲）と、第２光路ｗ２によるライン光Ｌ上での測定位置（ライン反射光Ｒｌの取得対象とした範囲）とにおいて、互いの中間地点の僅かな範囲を重複させている。これは、製造誤差等により双方の測定位置の間に隙間が生じることを防止するためである。

撮像素子１７は、受光面１８上に結像された被写体像を電気信号（各画素データ）に変換して出力する固体撮像素子であり、例えばＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。この撮像素子１７は、受光面１８全体が画素(ピクセル)と呼ばれる格子状の領域に分割されており、デジタルデータである画素データの集合で構成される取得データを、電気信号として出力する。撮像素子１７は、ステージ１２上で見たＸ方向が受光面１８における横方向（以下、Ｘ´方向という）に対応し、かつＺ方向が受光面１８における縦方向（以下、Ｚ´方向という）に対応するように、光学系１１における位置関係が設定されている。このため、撮像素子１７の受光面１８（そこで取得された取得データ）では、第１光路ｗ１または第２光路ｗ２を経たライン反射光Ｒｌが基本的にＸ´方向に沿って延在する線状となり、被測定物（ウェハ１６）での高さ寸法（Ｚ方向）がＺ´方向への結像位置の変位として現れる。ここで、本願発明に係る測定装置１０では、画像データの処理を高速に行うことを可能とすべく、撮像素子１７として以下の機能を有するＣＭＯＳイメージセンサを用いている。なお、以下で述べる機能を有するセンサ（撮像素子）であれば他のセンサも用いることができる。

撮像素子１７では、図６に示すように、高速な画像データの処理を可能とすべく、受光面１８上において複数のセグメント（符号Ｓ１〜Ｓ４参照）が設定されており、各セグメントに対応した複数のレジスタ（符号Ｒ１〜Ｒ４参照）が設けられ、各セグメントが複数の領域に区画されている。以下では、撮像素子１７では、理解容易のために、４つのセグメント（以下では、第１セグメントＳ１〜第４セグメントＳ４とする）が設定されるとともに、４つのレジスタ（以下では、第１レジスタＲ１〜第４レジスタＲ４とする）が設けられているものとする。また、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）は、３つの領域（それぞれ第１、第２、第３領域とする）に区画されているものとする。各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における３つの領域は、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）の容量に等しい容量とされている。各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）は、それぞれが個別の出力経路を有しており、撮像素子１７では、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）から同時に信号を出力することができる。

撮像素子１７では、受光面１８の各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）において、受光面１８上に結像された被写体像のうち、先ず第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）の被写体像を電気信号（各画素データ）に変換し、当該電気信号（各画素データ）を対応する各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）へと一括して移動（シフト）して、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）から電気信号（各画素データ）を出力し、次に、第２領域（Ｓ_１２〜Ｓ_４２）の被写体像を電気信号（各画素データ）に変換し、当該電気信号（各画素データ）を対応する各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）へと一括して移動（シフト）して、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）から電気信号（各画素データ）を出力し、最後に第３領域（Ｓ_１３〜Ｓ_４３）の被写体像を電気信号（各画素データ）に変換し、当該電気信号（各画素データ）を対応する各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）へと一括して移動（シフト）して、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）から電気信号（各画素データ）を出力する。このため、撮像素子１７では、回路構成を簡素化することと、受光面１８に結像された被写体像を電気信号（各画素データ）として出力する処理（以下では、取得データの出力処理という）を高速で行うことと、の双方を調和させつつ得ることができる。

また、撮像素子１７では、制御部１５の制御下で、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）からの電気信号（各画素データ）を、対応する各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）を介して出力するとともに、他の領域（第２、第３領域）からの電気信号（各画素データ）は出力しないものとすることにより、さらに高速な取得データの出力処理が可能となる。以下では、この出力処理に要する時間を撮像素子１７における最短の出力処理時間という。測定装置１０では、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）のための区画線をＸ´方向に沿うものとし、それぞれの領域のための区画線もＸ´方向に沿うものとしている。これは、上述したように、測定装置１０では、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）のスライド移動による走査方向がＹ方向であることから、一度の走査（測定動作）における測定範囲がＸ方向（幅寸法）で見た撮像素子１７での取得範囲により規定されるが、ステージ１２でのＸ方向が受光面１８上ではＸ´方向に対応されていることから、受光面１８におけるＸ´方向の最大値を測定に利用することにより一度の走査（測定動作）における測定範囲を最大のものとすることができることによる。ここで、各レジスタＲｍ（ｍ＝１〜４）からは、同時に信号を出力することができることから、この例の撮像素子１７では、最大で、４つのセグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）からの電気信号（各画素データ）を、いずれか１つの第１領域から出力する場合と同等の処理時間で同時に出力すること、すなわち撮像素子１７における最短の出力処理時間で同時に出力することができる。

本願発明の一例としての測定装置１０では、このことを利用すべく撮像素子１７において、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）を受光面１８の受光領域として用いるものであり、上記した第１光路ｗ１および第２光路ｗ２は、互いに異なる第１領域（Ｓ１１〜Ｓ４１）上に第１ライン反射光Ｒｌ１、第２ライン反射光Ｒｌ２を結像する。この例では、図２に示すように、第１光路ｗ１が第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１へと第１ライン反射光Ｒｌ１を導き、第２光路ｗ２が第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１へと第２ライン反射光Ｒｌ２を導くものとする。なお、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における各領域は、理解容易とするための例示であって、実際の撮像素子の受光面における位置関係と必ずしも一致するものではない。しかしながら、上述したように、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における各領域は、撮像素子１７の受光面１８においてＸ´方向の全幅に渡り延在している。このため、測定装置１０では、撮像素子１７の受光面１８において、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における各領域におけるＸ´方向の全幅を用いて測定することができる。

測定装置１０では、ステージ１２に載置されて適宜スライド移動されるウェハ１６（被測定物）上に、出射光学系３５からのライン光Ｌが照射されると、その反射光であるライン反射光Ｒｌが結像光学系３２により光学的に調整されつつ光束分岐機構３３により分岐されて、その一方である第１ライン反射光Ｒｌ１が第１光路ｗ１を経て撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１上に結像され、他方である第２ライン反射光Ｒｌ２が第２光路ｗ２を経て撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１上に結像される。撮像素子１７は、制御部１５の制御下で、第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１に対応する第２レジスタＲ２を介して、結像された第１ライン反射光Ｒｌ１に応じた電気信号（各画素データ）を制御部１５へと出力するとともに、第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１に対応する第３レジスタＲ３を介して、結像された第２ライン反射光Ｒｌ２に応じた電気信号（各画素データ）を制御部１５へと出力する。このとき、第１領域Ｓ_２１に対応する第２レジスタＲ２からの出力と、第１領域Ｓ_３１に対応する第３レジスタＲ３からの出力とは、同時に行われるとともにその処理に要する処理時間は、撮像素子１７における最短の出力処理時間に等しい。

このため、本願発明に係る測定装置１０では、撮像素子１７における最短の出力処理時間で、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１に応じた電気信号（各画素データ）と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２に応じた電気信号（各画素データ）と、の２種類の電気信号（各画素データ）を、制御部１５へと出力することができる。ここで、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とでは、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）を照射するライン光Ｌ上において、隣接した互いに異なる測定位置からの測定データを得ることができるので、一度の走査（測定動作）で略２回分の測定データを得ることができる。このため、全体としての検査速度（スループット）を高めることができる。

なお、この例では、光束分岐機構３３においてライン反射光Ｒｌを２つに分岐する（第１光路ｗ１および第２光路ｗ２）構成とされていたが、この分岐する数は撮像素子（その受光面）において設定されたセグメントの数まで増加させることができる。このとき、その分岐する数に応じて、各ライン反射光Ｒｌのための光路を設けて、当該各ライン反射光Ｒｌを撮像素子の受光面における互いに異なる受光領域（上記した例では、各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）の各第１領域）へと結像させる構成とすればよい。ここで、以下の実施例（変形例１を含む）では、理解容易のために、この例と同様に２つに分岐した例を示すが、この例と同様に分岐する数は撮像素子（その受光面）において設定されたセグメントの数まで増加させることができる。

また、上記した例では、一例として、受光面１８上において、４つのセグメントが設定されるとともに各セグメントが３つの領域に区画されている撮像素子１７を示したが、１６のセグメントが設定されかつ各セグメントが８つの領域に区画されているＣＯＭＳセンサや、１２のセグメントが設定されかつ各セグメントが４つの領域に区画されているＣＯＭＳセンサや、１６のセグメントが設定されかつ各セグメントが４つの領域に区画されているＣＯＭＳセンサ等であってもよく、上記した例に限定されるものではない。

さらに、上記した例では、受光面１８の受光領域として各セグメントの第１領域を用いるものとしていたが、本願発明に係る測定装置１０では複数のセグメントが設定されて上述した機能を有する撮像素子１７を用いていることから、各セグメントにおいて総ての領域を受光面１８の受光領域として用いたとしても、上述した機能を有さない撮像素子を用いることに比較して遥かに高速での出力処理が可能であるので、各セグメントにおいて総ての領域を受光面１８の受光領域としてもよく、各セグメントにおける任意の数の領域を受光面１８の受光領域としてもよい。

ついで、上記した例では、受光面１８の受光領域として各セグメントの第１領域を用いるものとしていたが、例えば、各セグメントの第２領域からの電気信号（各画素データ）を用いるとともに、他の領域の（第１、第３領域）からの電気信号（各画素データ）は出力しないものとする等とすれば、各セグメントの第１領域のみを用いる場合と略等しい出力処理時間とすることができるので、各セグメントにおけるいずれの領域を受光面１８の受光領域として用いてもよい。このことから、上記したように、各セグメントにおける任意の数の領域を受光面１８の受光領域とする場合、対応するレジスタでの読み出しの順序に拘らず任意の領域を受光領域とすることができる。

次に、本願発明に係る測定装置における受光光学系３６１の具体的な構成の一例である実施例１の測定装置１０１について説明する。なお、実施例１の測定装置１０１は、基本的な構成は上記した例の測定装置１０と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図７は、光学系１１１における受光光学系３６１を模式的に示す構成図である。図８は、受光光学系３６１（光束分岐機構３３）における被測定物の測定位置のみを異なるものとする様子を説明するための説明図である。

実施例１の測定装置１０１の光学系１１１では、出射光学系３５１が上記した例と同様に光源３０およびコリメートレンズ３１（図２参照）により構成されている。このため、測定装置１０１では、単一の光源３０から出射された単一の波長の光束がライン光Ｌとされて、ステージ１２上に載置されたウェハ１６（被測定物）に照射される。

この光学系１１１における受光光学系３６１は、レンズ４１と分岐プリズム４２と第１反射プリズム４３と第２反射プリズム４４と結合プリズム４５と撮像素子１７とを有する。

レンズ４１は、被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）と、被測定物に対する分解能と、を適切なものとすべく、ステージ１２上に載置されたウェハ１６と撮像素子１７の受光面１８との位置関係と合わせて光学的に設定されている。ここでいう適切なものとは、測定に要する時間をできる限り短くしつつ所定の精度を確保することをいう。

分岐プリズム４２は、ウェハ１６により反射されてレンズ４１を経た光束（ライン反射光Ｒｌ）を２つに分岐するものであり、実施例１では、ライン光Ｌが単一の波長で構成されていることから、ハーフミラーが用いられている。この分岐プリズム４２は、ウェハ１６により反射されたＹ´方向へと進行する光束（ライン反射光Ｒｌ）をそのまま直進させる第１光路ｗ１と、Ｙ´方向に直交する方向（この例では、Ｘ´方向負側）へと進む第２光路ｗ２と、の２つに分岐する。以下では、第１光路ｗ１を進行するライン反射光Ｒｌを第１ライン反射光Ｒｌ１とし、第２光路ｗ２を進行するライン反射光Ｒｌを第２ライン反射光Ｒｌ２という。

この第１光路ｗ１には、第１反射プリズム４３と結合プリズム４５とが設けられている。第１光路ｗ１では、分岐プリズム４２を透過した第１ライン反射光Ｒｌ１が、第１反射プリズム４３へと進行し、この第１反射プリズム４３によりＹ´方向に直交する方向（この例では、Ｘ´方向負側）へと反射されて結合プリズム４５へと入射する。

また、第２光路ｗ２には、第２反射プリズム４４と結合プリズム４５とが設けられている。この第２光路ｗ２では、分岐プリズム４２により反射された第２ライン反射光Ｒｌ２が第２反射プリズム４４へと進行し、この第２反射プリズム４４によりＹ´方向へと反射されて結合プリズム４５へと入射する。ここで、受光光学系３６１では、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とにおいて、結合プリズム４５へと入射するまでの互いの光路長、すなわち撮像素子１７の受光面１８に至るまでの光路長が等しいものとされている。

結合プリズム４５は、第１光路ｗ１を進行してきた第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を進行してきた第２ライン反射光Ｒｌ２とを、極めて近い間隔でＹ´方向に沿って進行させて、撮像素子１７の受光面１８における互いに異なる受光領域に導くものである。ここでいう受光領域とは、撮像素子１７の受光面においてライン反射光Ｒｌ（その電気信号（各画素データ））を取得させるべく利用するセグメント毎の領域、すなわち各セグメントにおいて区画されたうちの少なくとも１つ以上の領域であり、全体としての検査速度（スループット）と検査精度との要請に応じて撮像素子１７での出力処理時間を勘案しつつ適宜設定される。この例では、撮像素子１７において極めて高速（撮像素子１７における最短の出力処理時間）でかつ同時に処理させるために、当該受光領域を撮像素子の受光面の各セグメントにおいて転送処理が最初に行われる領域としており、上記した例の撮像素子１７の受光面１８では各セグメントＳｎ（ｎ＝１〜４）における第１領域（Ｓ_１１〜Ｓ_４１）のいずれかとしている。この実施例１では、第１光路ｗ１を進行してきた第１ライン反射光Ｒｌ１を撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１へと導くべくＹ´方向へと反射し、第２光路ｗ２を進行してきた第２ライン反射光Ｒｌ２を透過させて、撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１へと導く。この結合プリズム４５は、ハーフミラーが用いられている。

この実施例１の受光光学系３６１は、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とで、被測定物の測定位置のみが異なるものとすべく構成されたものである。以下では、これについて、図７および図８を用いて説明する。ここで、図７および図８のライン反射光Ｒｌにおいて、受光光学系３６１の光軸から一方へと延在する取得対象を黒い矢印で示しており、他方へと延在する取得対象を白抜きの矢印で示している。この一方の取得対象（黒い矢印）と、他方の取得対象（白抜きの矢印）とは、ライン光Ｌ上において、受光光学系３６１の光軸を中心とする一方側と他方側とに対応している。また、図７および図８のライン反射光Ｒｌでは、後述するように、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１では一方の取得対象（黒い矢印）が利用され（撮像素子１７により取得され）、かつ第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２では他方の取得対象（白抜きの矢印）が利用され（撮像素子１７により取得され）ることから、それぞれにおいて利用される側を実線で示し、他側を破線で示している。

受光光学系３６１では、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２との互いの光路長が等しくされていることから、上述したレンズ４１を通過した後に第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とでは、撮像素子１７の受光面１８で見て、測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）と被測定物に対する分解能とが互いに等しいものとなる。このため、受光光学系３６１では、全体で結像光学系３２を構成している。

先ず、受光光学系３６１において、第１反射プリズム４３と第２反射プリズム４４とが二点鎖線で示す位置である場合、各部材における光軸が完全に一致した状態であるものとする。すると、レンズ４１を通過して、分岐プリズム４２により分岐されて第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、同じく分岐プリズム４２により分岐されて第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とでは、撮像素子１７の受光面１８上における同一の箇所に結像されて完全に一致している（図８（ａ）参照）。すなわち、第１ライン反射光Ｒｌ１と第２ライン反射光Ｒｌ２とは、Ｘ´方向で見た中心位置（黒い矢印と白抜きの矢印との境界位置）が受光面１８の中央に位置している。なお、この図８（ａ）、（ｂ）では、理解容易のため、第１ライン反射光Ｒｌ１と第２ライン反射光Ｒｌ２とでＺ´方向に並んだ記載としている（互いにズレてる）が、実際にはＺ´方向で完全に一致する。

この状態から、図７に示すように、第１反射プリズム４３をＹ´方向正側へと移動させると（矢印Ａ３参照）、第１反射プリズム４３と結合プリズム４５との間での第１ライン反射光Ｒｌ１の位置がＹ´方向正側へと移動する（矢印Ａ４参照）。これに伴って、結合プリズム４５と撮像素子１７との間での第１ライン反射光Ｒｌ１の位置がＸ´方向負側へと移動する（矢印Ａ５参照）。すると、受光面１８で見ると、第１ライン反射光Ｒｌ１は、中心位置（図８（ａ）参照）から、Ｘ´方向負側へと移動するので、第１反射プリズム４３をＹ´方向へ所定の位置まで移動させると（二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで）、第１ライン反射光Ｒｌ１における一方の測定位置（黒い矢印）の中心位置が受光面１８の中央に位置する（図８（ｂ）参照）。

その後、第１反射プリズム４３をＸ´方向で中心位置を通る軸線回りで右回り（図を正面視した状態で）に回転させると（矢印Ａ６参照）、第１反射プリズム４３と結合プリズム４５との間での第１ライン反射光Ｒｌ１が、Ｘ´方向負側へ進むに連れてＺ´方向正側へと向かうように傾き、結合プリズム４５と撮像素子１７との間での第１ライン反射光Ｒｌ１が、Ｙ´方向正側へ進むに連れてＺ´方向正側へと向かうように傾く。すると、受光面１８で見ると、第１ライン反射光Ｒｌ１は、一方の測定位置（黒い矢印）の中心位置が受光面１８の中央に位置する状態（図８（ｂ）参照）から、Ｚ´方向正側へと移動するので、第１反射プリズム４３をＸ´方向回りに所定の位置まで回転させて、一方の測定位置（黒い矢印）を受光面１８の第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１上に位置させる（図８（ｃ）参照）。これにより、第１光路ｗ１を進行してきた第１ライン反射光Ｒｌ１は、第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１上に結像される。なお、第１反射プリズム４３のＹ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とは、どのような順序でおこなってもよく、実施例１に限定されるものではない。また、実施例１では、第１ライン反射光Ｒｌ１を中心位置からＺ´方向正側へと移動させるために右回りとしていたが、第１反射プリズム４３のＸ´方向回りの回転方向は、移動方向（受光面１８上での何れの受光領域に結像させるか）に応じて決めればよいことはいうまでもない。

同様に、第２反射プリズム４４をＸ´方向正側へと移動させると（矢印Ａ７参照）、第２反射プリズム４４と結合プリズム４５との間での第２ライン反射光Ｒｌ２の位置がＸ´方向正側へと移動する（矢印Ａ８参照）。これに伴って、結合プリズム４５と撮像素子１７との間での第２ライン反射光Ｒｌ２の位置がＸ´方向正側へと移動する（矢印Ａ９参照）。すると、受光面１８で見ると、第２ライン反射光Ｒｌ２は、中心位置（図８（ａ）参照）から、Ｘ´方向正側へと移動するので、第２反射プリズム４４をＸ´方向へ所定の位置まで移動させると（二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで）、第２ライン反射光Ｒｌ２における他方の測定位置（白抜きの矢印）の中心位置が受光面１８の中央に位置する（図８（ｂ）参照）。

その後、第２反射プリズム４４をＸ´方向で中心位置を通る軸線回りで右回り（図を正面視した状態で）に回転させると（矢印Ａ１０参照）、第２反射プリズム４４と結合プリズム４５との間での第２ライン反射光Ｒｌ２が、Ｙ´方向正側へ進むに連れてＺ´方向負側へと向かうように傾き、結合プリズム４５と撮像素子１７との間での第２ライン反射光Ｒｌ２が、Ｙ´方向正側へ進むに連れてＺ´方向負側へと向かうように傾く。すると、受光面１８で見ると、第２ライン反射光Ｒｌ２は、他方の測定位置（白抜きの矢印）の中心位置が受光面１８の中央に位置する状態（図８（ｂ）参照）から、Ｚ´方向負側へと移動するので、第２反射プリズム４４をＸ´方向回りに所定の位置まで回転させて、他方の測定位置（白抜きの矢印）を受光面１８の第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１上に位置させる（図８（ｃ）参照）。これにより、第１光路ｗ１を進行してきた第２ライン反射光Ｒｌ２は、第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１上に結像される。なお、第２反射プリズム４４のＸ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とは、どのような順序でおこなってもよく、実施例１に限定されるものではない。また、実施例１では、第２ライン反射光Ｒｌ２を中心位置からＺ´方向正側へと移動させるために右回りとしていたが、第２反射プリズム４４のＸ´方向回りの回転方向は、移動方向（受光面１８上での何れの受光領域に結像させるか）に応じて決めればよいことはいうまでもない。

この調整は、測定装置１０１の製造時に行うことで、適切な測定を可能とすることができる。なお、この位置調整は、制御部１５が自動的に行う（例えば、ステージ１２上に基準としての被測定物を載置し、そこからのライン反射光Ｒｌを撮像素子１７で取得させることにより行う等）ものであってもよく、手動で行うものであってよい。このことから、受光光学系３６１において、分岐プリズム４２と第１反射プリズム４３と第２反射プリズム４４と結合プリズム４５とは、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とで、被測定物の測定位置のみが異なるものとする光束分岐機構（図２の符号３２参照）を構成している。

このため、受光光学系３６１は、同一のライン光Ｌ上における被測定物の測定位置のみが異なる、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２と、を同時に得ることができる。ここで、各測定データの精度を向上させる観点から、撮像素子１７の受光面１８の前には、各受光領域（実施例１では、第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１および第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１）に対応された結像光学系を経たライン反射光Ｒｌのみを結像（入射）させるように、入射制限機構を設けることが望ましい。この入射制限機構は、例えば、結合プリズム４５から出射した第１ライン反射光Ｒｌ１を第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１へと導き、かつ結合プリズム４５から出射した第２ライン反射光Ｒｌ２を第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１へと導く導光手段を用いたり、光吸収作用ある遮光部材を、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２に干渉することなく第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とを区画するように設けたり、することで構成することができる。

この上述した受光光学系３６１が採用された実施例１の測定装置１０１では、被測定物の測定位置のみが異なる２つの測定データを同時に取得することができることから、それぞれを別個にまたは同時にもしくは双方を合成して表示部１４に表示することが可能とされている。

実施例１の測定装置１０１では、Ｘ方向およびＺ方向で同等の分解能であって、Ｘ方向で見た測定位置が異なる２つの測定データ（取得領域Ａｓ１における測定データおよび取得領域Ａｓ２における測定データ）を、一度の測定動作すなわち一度の走査で、得ることができる。このため、測定精度を低下させることなく略２回分の測定データを得ることができ、全体としての検査速度（スループット）を高めることができる。このとき、２つの測定データを得るために、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１を、撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１に結像させ、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２を、撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１に結像させる構成であることから、当該２つの測定データは、撮像素子１７において極めて高速（撮像素子１７における最短の出力処理時間）でかつ同時に処理させることができるので、一度の測定動作すなわち一度の走査に要する時間の増大を招くことはない。

また、実施例１の測定装置１０１では、受光光学系３６１として各部品（レンズ４１、分岐プリズム４２、第１反射プリズム４３、第２反射プリズム４４、結合プリズム４５および撮像素子１７）を組み付けると、第１反射プリズム４３のＹ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とにより、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１の撮像素子１７の受光面１８での結像位置を調節することができ、第２反射プリズム４４のＸ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とにより、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２の撮像素子１７の受光面１８での結像位置を調節することができる。

さらに、実施例１の測定装置１０１では、受光光学系３６１において、単一のレンズ４１により被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）および被測定物に対する分解能が調節された単一のライン反射光Ｒｌを、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とに分岐してライン光Ｌ上における被測定物の測定位置のみを異なるものとすることから、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１からの測定データと、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２からの測定データと、における被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）および被測定物に対する分解能を完全に一致させることができる。

したがって、実施例１の測定装置１０１では、所定の精度を確保しつつ測定に要する時間を短縮することができる。

なお、上記した実施例１では、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とにおいて、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）を照射するライン光Ｌ上での測定位置が互いに隣接しているものとされていたが、ライン光Ｌ上での測定位置が互いに異なるものであれば、両測定位置が離間して設定されていてもよく、実施例１に限定されるものではない。

また、上記した実施例１では、単一のレンズ４１により被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）および被測定物に対する分解能が調節された単一のライン反射光Ｒｌを第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とに分岐していたが、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とに分岐してから各光路（第１光路ｗ１および第２光路ｗ２）において被測定物の測定対象の測定可能範囲（倍率）および被測定物に対する分解能を互いに等しく調節するものであってもよく、実施例１に限定されるものではない。このような構成すると、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２との光路長を等しくする必要がないことから、光学系の設計の自由度を高めることができる。

さらに、上記した実施例１では、第１反射プリズム４３のＹ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とにより、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１の撮像素子１７の受光面１８での結像位置を調節し、第２反射プリズム４４のＸ´方向の移動とＸ´方向回りの回転とにより、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２の撮像素子１７の受光面１８での結像位置を調節するものであったが、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とのそれぞれの受光面１８での結像位置をＸ´方向およびＺ´方向の２方向で調節することができるものであればよく、実施例１に限定されるものではない。例えば、第１反射プリズム４３をＹ´方向に移動させることに代えてＸ´−Ｙ´面内（Ｚ´方向回り）に回転させても、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１の受光面１８での結像位置のＺ´方向での調節を行うことができ、同様に、第２反射プリズム４４をＸ´方向に移動させることに代えてＸ´−Ｙ´面内（Ｚ´方向回り）に回転させても、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２の受光面１８での結像位置のＺ´方向での調節を行うことができる。さらに、図７の構成において、第１反射プリズム４３および第２反射プリズム４４は固定とし、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２のそれぞれに一対のウェッジプリズム（図示せず）を設けることで、簡易に実現することができる。

上記した実施例１では、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１を、撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１に結像させ、かつ第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２を、撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１に結像させる構成としていたが、互いに異なる受光領域に結像させる（利用する）ものであればよく、実施例１に限定されるものではない。

[変形例１]
次に、実施例１の変形例１について説明する。この変形例１の特徴部分は、出射光学系３５２において２つの波長を合成して単一のライン光Ｌを生成することにある。なお、変形例１の測定装置１０２は、基本的な構成は上記した例の測定装置１０および実施例１の測定装置１０１と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図９は、変形例１の測定装置１０２における被測定物（ウェハ１６）に対する光学系１１２の関係を模式的に示す図２と同様の説明図である。

変形例１の測定装置１０２の光学系１１２は、図９に示すように、出射光学系３５２が２つの光源３０２ａと光源３０２ｂと波長合成ミラー５０とコリメートレンズ３１により構成されている。この出射光学系３５２では、光源３０２ａと光源３０２ｂとが互いに異なる波長の光束を出射するものとされている。これは、光学系１１２の受光光学系３６２において、主に、２つの結像光学系が設けられていることに伴う分岐プリズム４２によるライン反射光Ｒｌの分岐を目的とし、場合によっては、撮像素子１７の受光面１８の各受光領域へと選択的に入射させることを目的とする。この光源３０２ａと光源３０２ｂとから出射された光束は、後述するように単一のライン光Ｌを生成するものであって、その被測定物（ウェハ１６）による反射光であるライン反射光Ｒｌを撮像素子１７にて受光する必要があることから、双方の波長は撮像素子１７における受光可能な波長領域（感度）内で互いに異なるものとされている。この変形例１では、上記した分岐（場合によっては選択的な入射）を可能とすることを前提として、できる限り近い波長とされている。これは、撮像素子１７における受光可能な波長領域（感度）が拡がるほど、当該撮像素子１７が高価なものとなることによる。なお、光源３０２ａと光源３０２ｂとは、使用する撮像素子１７における受光可能な波長領域（感度）内であって、互いの異なる波長を用いるものであればよく、変形例１に限定されるものではない。

この出射光学系３５２では、光源３０２ａの出射光軸上に波長合成ミラー５０およびコリメートレンズ３１が設けられており、その光軸上にステージ１２上での照射位置が設定されている。光源３０２ｂは、出射した光束が、波長合成ミラー５０で反射されることにより光源３０２ａの出射光軸上を進行してコリメートレンズ３１へと向かう位置関係とされている。このため、波長合成ミラー５０は、光源３０２ａからの光束の透過を許し、かつ光源３０２ｂからの光束を反射する設定とされている。コリメートレンズ３１は、波長合成ミラー５０により同一の光軸上を進行する光源３０２ａからの光束および光源３０２ｂからの光束の双方を、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）上を照射する単一のライン光Ｌに変換する。このため、測定装置１０２では、２つの光源３０２ａおよび光源３０２ｂから出射された２つの波長の光束が同一の光軸上でライン光Ｌとされて、ステージ１２上に載置された被測定物（ウェハ１６）に照射される。

この光学系１１２における受光光学系３６２は、図２と同様の構成であり、基本的には、図７に示すものと同様の構成で実現することができる。ここで、変形例１では、ライン光Ｌが２つの波長が合成されて構成されていることから、分岐プリズム４２を波長分離ミラーで構成し、かつ結合プリズム４５（図７参照）を波長合成分離ミラーで構成することにより、光伝達効率を向上させることができる。

また、上述したように、各測定データの精度を向上させる観点から、撮像素子１７の受光面１８の前に入射制限機構を設ける場合、その入射制限機構として任意の波長の光束の透過を許す構成とされたバンドパスフィルタ等を用いることができる。

[変形例２]
次に、実施例１の変形例２について説明する。この変形例２の特徴部分は、光学系１１３の受光光学系３６３において、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）を照射するライン光Ｌ上での測定位置が互いに隣接している第１ライン反射光Ｒｌ１および第２ライン反射光Ｒｌ２に加えて、それらと重複する測定位置であって被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）のみが異なる第３ライン反射光Ｒｌ３および第４ライン反射光Ｒｌ４を用いることにある。なお、変形例２の測定装置１０３は、基本的な構成は上記した例の測定装置１０および実施例１の測定装置１０１と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１０は、測定装置１０３において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための図３と同様の模式的な説明図である。図１１は、測定装置１０３での測定を説明するために被測定物（ウェハ１６）上での測定対象（バンプ１９ｃ、１９ｄ）の様子を模式的に示す説明図である。図１２は、図１１の測定対象（バンプ１９ｃ、１９ｄ）に対する測定データを可視化した図形として表示部１４に表示した様子を模式的に示す説明図であり、（ａ）は第１光路ｗ１および第２光路ｗ２側から得られた測定データを示し、（ｂ）は第３光路ｗ３および第４光路ｗ４側から得られた測定データを示し、（ｃ）は両者を合成した様子を示している。

変形例２の受光光学系３６３では、図１０に示すように、光束分岐機構３３において、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とに加えて、第３光路ｗ３と第４光路ｗ４とが設けられている。この第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とは、基本的な構成は、図３に示すものと同様であるが、この変形例３では、第１光路ｗ１は、第１ライン反射光Ｒｌ１を撮像素子１７の受光面１８における第１セグメントＳ１の第１領域Ｓ_１１に結像させ、第２光路ｗ２は、第２ライン反射光Ｒｌ２を撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１に結像させる。

第３光路ｗ３は、第１光路ｗ１と同一の測定位置であり、かつ第１光路ｗ１とは被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）のみが異なるものとされている。この第３光路ｗ３は、第３ライン反射光Ｒｌ３を撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１に結像させる。

また、第４光路ｗ４は、第２光路ｗ２と同一の測定位置であり、かつ第２光路ｗ２とは被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）のみが異なるものとされている。この第４光路ｗ４は、第４ライン反射光Ｒｌ４を撮像素子１７の受光面１８における第４セグメントＳ４の第１領域Ｓ_４１に結像させる。

この第３光路ｗ３と第４光路ｗ４とでは、被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）が同一のものとされている。具体的には、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２では、撮像素子１７の受光面１８で見て、低倍率（第３ライン反射光Ｒｌ３および第４ライン反射光Ｒｌ４に比べて）な設定とされ、第３光路ｗ３を経た第３ライン反射光Ｒｌ３および第４光路ｗ４を経た第４ライン反射光Ｒｌ４では、高倍率（第１ライン反射光Ｒｌ１および第２ライン反射光Ｒｌ２に比べて）な設定とされている。このような第３光路ｗ３と第４光路ｗ４とは、図７に示す受光光学系３６１と同様の構成を用いて、レンズ（４１）や各光路長における光学的な特性を変更するだけで実現することができる。

このため、変形例２の受光光学系３６３では、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの第１測定データを得ることができるとともに、第３光路ｗ３を経た第３ライン反射光Ｒｌ３と、第４光路ｗ４を経た第４ライン反射光Ｒｌ４とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの測定データであって、第１測定データとは被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）の異なる第２測定データを得ることができる。

この上述した受光光学系３６３が採用された変形例２の測定装置１０３では、被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）のみが異なる２種類の測定データを同時に取得することができることから、それぞれを別個にまたは同時にもしくは双方を合成して表示部１４に表示することが可能とされている。これについて以下で説明する。

先ず、一例として、受光光学系３６３では、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とが、対応する受光領域（第１セグメントＳ１の第１領域Ｓ_１１および第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１）におけるＺ´方向の高さ寸法（総画素数）がウェハ１６（図３参照）でのＺ方向の１００μｍに対応し、第３光路ｗ３と第４光路ｗ４とが、対応する受光領域（第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１および第４セグメントＳ４の第１領域Ｓ_４１）におけるＺ´方向の高さ寸法（総画素数）がウェハ１６でのＺ方向の１０μｍに対応しているものとする。また、図１１に示すように、被測定物であるウェハ１６に、大きさ寸法が大きく異なる２つのバンプ１９ｃおよびバンプ１９ｄが存在するものとし、バンプ１９ｃの高さ寸法（Ｚ方向）が３μｍであるとし、バンプ１９ｄの高さ寸法（Ｚ方向）が６０μｍであるとする。

すると、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２から得られた第１測定データでは、受光領域におけるＺ´方向の高さ寸法（総画素数）がウェハ１６でのＺ方向の１００μｍに対応していることから、図１２（ａ）に示すように、６０μｍであるバンプ１９ｄに対しては適正な測定可能範囲（倍率）であるので、６０μｍの測定結果を得ることができる。これに対し、３μｍであるバンプ１９ｃに対しては適正ではない測定可能範囲（倍率）である（バンプ１９ｃが小さ過ぎる）ので、図１２（ａ）に示すように、ノイズとの判別ができずに測定できない、もしくは、極めて大きな誤差を含んだ測定結果（高さ寸法）となってしまう。

また、第３光路ｗ３および第４光路ｗ４から得られた第２測定データでは、受光領域におけるＺ´方向の高さ寸法（総画素数）が被測定物（ウェハ１６）でのＺ方向の１０μｍに対応していることから、図１２（ｂ）に示すように、３μｍであるバンプ１９ｃに対しては適正な測定可能範囲（倍率）であるので、３μｍの測定結果を得ることができる。これに対し、６０μｍであるバンプ１９ｄに対しては適正ではない測定可能範囲（倍率）である（バンプ１９ｄが大き過ぎる）ので、図１２（ｂ）に示すように、測定可能な高さ寸法の最大値以上であるという測定結果を得るのみで、高さ寸法を得ることができなくなってしまう。

ところが、測定装置１０３では、上記した双方の測定データを一度の走査（測定動作）で得ることができるので、第１測定データと第２測定データとの双方の適切な測定結果（高さ寸法）を得ることができる。測定装置１０３では、このことを利用して、制御部１５の制御下で、表示部１４において測定データを可視化した図形として表示する際、図１２（ｃ）に示すように、双方の測定結果（高さ寸法）を合成した図形として表示することが可能とされている。この双方の測定結果（高さ寸法）を合成した図形は、変形例２では、被測定物（ウェハ１６）でのＸ方向の分解能が等しくされていることから、何れの結像光学系から得られる測定データであっても同一の測定対象に対するＸ座標は等しくなるので、単純に、測定対象（この例では、バンプ１９ｃおよびバンプ１９ｄ）に対して適切な測定可能範囲（倍率）となる結像光学系から得られた測定データを図示すればよい。この例では、バンプ１９ｃに対しては第２測定データに基づく図形を表示し、バンプ１９ｄに対しては第１測定データに基づく図形を表示する。このとき、制御部１５では、測定対象（この例では、バンプ１９ｃおよびバンプ１９ｄ）に対して適切な測定可能範囲（倍率）となる結像光学系を選択することとなるが、例えば、測定データが測定可能な高さ寸法の範囲内であって大きな数値である結像光学系から優先的に選択すればよい。なお、この合成した図形では、実際の複数の測定対象における大きさ関係のイメージを損なわないように、測定データに基づいて表示する図形の大きさ関係を修正する構成であってもよい。これにより、実際の縮尺に応じた大きさ関係とは完全に合致するものではないが、一見して双方の高さ寸法を把握することができる。

この変形例２の測定装置１０３では、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの第１測定データを得ることができるとともに、第３光路ｗ３を経た第３ライン反射光Ｒｌ３と、第４光路ｗ４を経た第４ライン反射光Ｒｌ４とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの測定データであって、第１測定データとは被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）の異なる第２測定データを得ることができる。このため、一度の走査（測定動作）で略２回分の第１測定データと第２測定データとを得ることができる。よって、全体としての検査速度（スループット）を高めることができるとともに、実質的な測定可能範囲（倍率）を拡げることができる。

[変形例３]
次に、実施例１の変形例３について説明する。この変形例３の特徴部分は、光学系１１４の受光光学系３６４において、ステージ１２に載置された被測定物（ウェハ１６）を照射するライン光Ｌ上での測定位置が互いに隣接している第１ライン反射光Ｒｌ１および第２ライン反射光Ｒｌ２に加えて、それらとは被測定物に対する分解能のみが異なる第３ライン反射光Ｒｌ３および第４ライン反射光Ｒｌ４を用いることにある。なお、変形例３の測定装置１０４は、基本的な構成は上記した例の測定装置１０および実施例１の測定装置１０１と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１３は、測定装置１０４において、ステージ１２上での被測定物（ウェハ１６）のスライド移動の様子を説明するための図３と同様の模式的な説明図である。

変形例３の受光光学系３６４では、図１３に示すように、光束分岐機構３３において、第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とに加えて、第３光路ｗ３´と第４光路ｗ４´とが設けられている。この第１光路ｗ１と第２光路ｗ２とは、基本的な構成は、図３に示すものと同様であるが、この変形例３では、第１光路ｗ１は、第１ライン反射光Ｒｌ１を撮像素子１７の受光面１８における第１セグメントＳ１の第１領域Ｓ_１１に結像させ、第２光路ｗ２は、第２ライン反射光Ｒｌ２を撮像素子１７の受光面１８における第２セグメントＳ２の第１領域Ｓ_２１に結像させるものとされている。

第３光路ｗ３´および第４光路ｗ４´は、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２とは、被測定物に対する分解能が異なるものとされていることから、ステージ１２上に載置された被測定物におけるＸ方向の大きさ寸法で見た測定範囲が異なるものとされている。この変形例３では、第３光路ｗ３´および第４光路ｗ４´は、同一のライン光Ｌ上において隣接した互いに異なる測定位置とされており、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２よりも低い分解能すなわちＸ方向で見て広い範囲を測定する（広い範囲のデータを取得可能である）ものとされている。

第３光路ｗ３´は、第３ライン反射光Ｒｌ３を撮像素子１７の受光面１８における第３セグメントＳ３の第１領域Ｓ_３１に結像させる。また、第４光路ｗ４´は、第４ライン反射光Ｒｌ４を撮像素子１７の受光面１８における第４セグメントＳ４の第１領域Ｓ_４１に結像させる。

この第３光路ｗ３´と第４光路ｗ４´とでは、被測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の測定可能範囲（倍率）が同一のものとされている。このような第３光路ｗ３´と第４光路ｗ４´とは、図７に示す受光光学系３６１と同様の構成を用いて、レンズ（４１）および各光路長における光学的な特性を変更するだけで実現することができる。ここで、第３光路ｗ３´および第４光路ｗ４´における測定物の測定対象（上記した例では各バンプ１９）の高さ方向（Ｚ方向）での測定可能範囲（倍率）は、第１光路ｗ１および第２光路ｗ２におけるものと等しいものであってもよく、異なるものであってもよい。

このため、変形例３の受光光学系３６４では、第１光路ｗ１を経た第１ライン反射光Ｒｌ１と、第２光路ｗ２を経た第２ライン反射光Ｒｌ２とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの第１測定データを得ることができるとともに、第３光路ｗ３´を経た第３ライン反射光Ｒｌ３と、第４光路ｗ４´を経た第４ライン反射光Ｒｌ４とにより、隣接した互いに異なる測定位置からの測定データであって、第１測定データとは被測定物に対する分解能の異なる第２測定データを得ることができる。このため、一度の走査（測定動作）で略２回分の第１測定データと第２測定データとを得ることができる。よって、全体としての検査速度（スループット）を高めることができる。

１０、１０１、１０２、１０３、１０４測定装置
１６（被測定物としての）ウェハ
１７撮像素子
１８受光面
１９（測定対象としての）バンプ
３３光束分岐機構
３４第２結像光学系
３５出射光学系
Ｌライン光
Ｒｌライン反射光
Ｓ_１１（受光領域としての）第１領域
Ｓ_２１（受光領域としての）第１領域
Ｓ_３１（受光領域としての）第１領域
Ｓ_４１（受光領域としての）第１領域
Ｓ１第１セグメント
Ｓ２第２セグメント
Ｓ３第３セグメント
Ｓ４第４セグメント

Claims

出射光学系によりライン光が照射された被測定物からのライン反射光を撮像素子で取得し、その取得した該ライン反射光の前記被測定物上での幾何学的な位置関係に基づいて、該被測定物の表面形状を計測する測定装置であって、
前記被測定物と前記撮像素子との間に、前記被測定物上での前記ライン光の形状を取得させるように前記ライン反射光を前記撮像素子の受光面に結像させる結像光学系と、前記ライン反射光を分岐して前記撮像素子へと導く光束分岐機構と、を備え、
該光束分岐機構は、前記ライン光の延在方向で見て互いに異なる測定位置における前記被測定物上での前記ライン光の形状を取得させるべく前記ライン反射光を分岐し、
前記撮像素子は、受光面上において複数のセグメントが設定されているとともに該各セグメントが複数の領域に区画され、前記各セグメントにおける少なくとも１つ以上の領域を受光領域とし、
前記結像光学系は、前記光束分岐機構により分岐された前記ライン反射光を、前記撮像素子の前記受光面において互いに異なる前記セグメントの前記受光領域へと結像させることを特徴とする測定装置。
前記受光領域は、前記撮像素子の前記受光面での前記各セグメントにおいて出力処理が最初に行われる領域とされていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
前記光束分岐機構は、前記被測定物の測定対象に対する光学的な設定が為された後の前記ライン反射光を分岐することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
前記光束分岐機構は、前記ライン反射光を分岐した後、それぞれを前記撮像素子の前記受光面に沿う平面上で見た直交する２方向の位置を変位させることにより、前記ライン光の延在方向で見て互いに異なる測定位置における前記被測定物上での前記ライン光の形状の取得を可能とすることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。