JP2004361135A - Interference measuring method and interference measuring apparatus - Google Patents
Interference measuring method and interference measuring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004361135A JP2004361135A JP2003157072A JP2003157072A JP2004361135A JP 2004361135 A JP2004361135 A JP 2004361135A JP 2003157072 A JP2003157072 A JP 2003157072A JP 2003157072 A JP2003157072 A JP 2003157072A JP 2004361135 A JP2004361135 A JP 2004361135A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplitude
- image sensor
- interference
- effective
- interference measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検物の表面測定などに適用される干渉測定方法及び干渉測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
投影露光装置に用いられるレンズやミラーなどの被検物の表面測定に、干渉測定が適用される。
この干渉測定は、光源から射出した測定光を被検面と参照面とに投光すると共に、その被検面から射出する被検光束と参照面から射出する参照光束とを同一面に導き、その面に生起する干渉縞を撮像素子で検出するものである。
【0003】
その撮像素子の出力する画像データから、参照光束の波面と被検光束の波面とのずれの分布が求まるので、参照面を基準とした被検面の凹凸分布(形状)が既知となる。
このような干渉測定には、測定の高精度化を目的として、フリンジスキャン干渉法が適用されることが多い。
【0004】
フリンジスキャン干渉法では、例えば参照面の位置を光軸方向に微少距離だけ移動させることにより、被検光束と参照光束との位相差を変化させる(フリンジスキャン)。そのときに撮像素子から順次出力される複数の画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),・・・から、フリンジスキャンによる干渉縞の輝度の変化のパターンを見る。
【0005】
この干渉縞の輝度の変化のパターンに基づけば、参照光束の波面と被検光束の波面とのずれの分布を高精度に求めることができる。
ところで、被検面のどの位置がどのような凹凸をしているのかを知るためには、干渉縞を検出するための撮像素子の各画素と、被検面上の各位置とが予め正確に対応づけられていなければならない。
【0006】
このため、干渉測定が実施されるに当たっては、被検面のアライメント後、撮像素子上の有効測定領域、つまり、被検面の形状情報を含む「有効干渉縞」の形成領域が判定される。
判定の方法としては、次の2つの方法が挙げられる。
第1の方法は、特許文献1の[従来の技術]に記載されている方法であり、フリンジスキャンを試験的に行い、そのときに撮像素子の各画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,・・・の変化幅Δxy(=Bxymax−Bxymin)を求め、その変化幅Δxyの撮像素子上の分布Δ(x,y)を求める。そして、変化幅Δxyの所定値以上となる領域が有効測定領域と判定される。
【0007】
第2の方法は、特許文献1の[実施の形態]に記載されている方法であり、フリンジスキャンを試験的に行い、そのときに撮像素子の各画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,・・・のコントラストγxyを求め、そのコントラストγxyの撮像素子上の分布γ(x,y)を求める。そして、コントラストγxyの所定値以上となる領域が有効測定領域と判定される。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−90112号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第1の方法では、有効干渉縞の形成領域内の画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,・・・であっても、それらの信号レベルが小さいときなどには、その変化幅Δxyが有効干渉縞の形成領域外の画素Pxnynの画素信号B1xnyn,B2xnyn,B3xnyn,・・・(ノイズや迷光による影響のみを受けたノイズデータ)の変化幅Δxnynより小さくなることもあるので、オペレータの判断を介さなければ判定を誤ることがあった。
【0010】
また、第2の方法では、有効干渉縞の形成領域外の画素Pxnynから出力される画素信号B1xnyn,B2xnyn,B3xnyn,・・・であっても、それらのノイズレベルが小さいときや、そのうち1つが偶然「0」となったときなどには、そのコントラストγxnynが、有効干渉縞の形成領域内の画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,・・・のコントラストγxyより大きくなることもあるので、オペレータの判断を介さなければ判定を誤ることがあった。
【0011】
そこで本発明は、撮像素子の有効測定領域を高精度に判定することのできる干渉測定方法及び干渉測定装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の干渉測定方法は、参照物から射出する参照光束の波面と、被検物から反射若しくは透過により射出する被検光束の波面とが成す干渉縞を撮像素子にて検出する干渉測定方法において、前記参照光束と前記被検光束との位相差を変化させ、前記撮像素子から出力されるデータを参照する手順と、前記位相差の変化に伴う前記撮像素子上の輝度変化を正弦的に近似し、その輝度変化の振幅の前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記振幅が所定値以上となる高振幅領域を、前記撮像素子上で前記干渉縞の形成される有効測定領域と判定する手順とを含むことを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の干渉測定方法は、請求項1に記載の干渉測定方法において、前記算出する手順では、前記振幅の前記撮像素子上の分布を、前記撮像素子上でとり得る振幅の最大値で正規化することを特徴とする。
請求項3に記載の干渉測定方法は、請求項2に記載の干渉測定方法において、前記算出する手順では、正規化前の振幅α、正規化振幅α’、前記最大値αmaxに関しα’=α/αmaxで表される式を前記正規化に用いることを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の干渉測定方法は、請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の干渉測定方法において、前記輝度変化のコントラストの前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記コントラストが所定値以上となる高コントラスト領域と、前記高振幅領域との重複領域を、前記撮像素子上の有効測定領域と判定する手順とをさらに含むことを特徴とする。
【0015】
請求項5に記載の干渉測定方法は、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の干渉測定方法において、前記有効領域が1つ以上存在する場合に、前記1つ以上存在する有効測定領域を判別する手順と、前記1つ以上存在する有効測定領域の重心を算出する手順と、前記重心を中心として前記干渉縞を解析する手順とをさらに含むことを特徴とする。
【0016】
請求項6に記載の干渉測定装置は、参照物から射出する参照光束の波面と、被検物から反射若しくは透過により射出する被検光束の波面とが成す干渉縞を撮像素子にて検出する干渉計と、前記参照光束と前記被検光束との位相差を変化させる位相変化手段と、前記撮像素子及び前記位相変化手段を駆動制御する制御部と、前記撮像素子から出力されるデータを解析する演算部とを備えた干渉測定装置において、前記演算部は、前記位相差の変化に伴う前記撮像素子上の輝度変化を正弦的に近似し、その輝度変化の振幅の前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記振幅が所定値以上となる高振幅領域を、前記撮像素子上で前記干渉縞の形成される有効測定領域と判定する手順とを実行することを特徴とする。
【0017】
請求項7に記載の干渉測定装置は、請求項6に記載の干渉測定装置において、前記算出する手順では、前記演算部は、前記振幅の前記撮像素子上の分布を、前記撮像素子上でとり得る振幅の最大値で正規化することを特徴とする。
請求項8に記載の干渉測定装置は、請求項7に記載の干渉測定装置において、前記算出する手順では、前記演算部は、正規化前の振幅α、正規化振幅α’、前記最大値αmaxに関しα’=α/αmaxで表される式を前記正規化に用いることを特徴とする。
【0018】
請求項9に記載の干渉測定装置は、請求項6〜請求項8の何れか一項に記載の干渉測定装置において、前記演算部は、前記輝度変化のコントラストの前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記コントラストが所定値以上となる高コントラスト領域と前記高振幅領域との重複領域を、前記撮像素子上の有効測定領域と判定する手順とをさらに実行することを特徴とする。
【0019】
請求項10に記載の干渉測定装置は、請求項6〜請求項9の何れか一項に記載の干渉測定装置において、前記演算部は、前記有効領域が1つ以上存在する場合に、前記1つ以上存在する有効測定領域を判別する手順と、前記1つ以上存在する有効測定領域の重心を算出する手順と、前記重心を中心として前記干渉縞を解析する手順とをさらに実行することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1、図2、図3、図4、図5を参照して本発明の第1実施形態について説明する。
【0021】
本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。ここでは、面形状を測定する干渉測定装置を説明する。
図1は、本実施形態の干渉測定装置の構成図である。
この干渉測定装置には、干渉計1、及びコンピュータ3が配置される。
干渉計1は、例えば、干渉計本体10にフィゾーレンズ4をセットしてなるフィゾー型干渉計である(以下、フィゾー型干渉計であるとして説明する。)。
【0022】
この干渉計1において被検物2は、その被検面2aがフィゾーレンズ4の最終面(フィゾー面)4aに対向する状態で配置される。
干渉計本体10には、レーザ光を出射する光源10a、光源10aからの射出光束の径を拡大するビームエキスパンダ10b、ビームエキスパンダ10bからの射出光束をフィゾーレンズ4の方向へ導光すると共にフィゾーレンズ4から戻る光束を所定の方向へ導光するビームスプリッタ10c、その導光された光束の径を縮小する光束径変換光学系10d、その縮小された光束の入射面に配置された撮像素子10e、及び、フィゾーレンズ4を光軸方向に移動させる移動機構10f、光源10aと撮像素子10eと移動機構10fとをそれぞれ駆動制御する制御回路10gなどが備えられる。
【0023】
この干渉計本体10の制御回路10gは、コンピュータ3からの指示に従い、干渉計本体10内の光源10a、撮像素子10e、移動機構10fを駆動制御して測定を行う。
測定では、光源10aから光が射出されると、フィゾーレンズ4のフィゾー面4aにおける反射光束(参照光束)LRの波面と、被検面2aにおける反射光束(被検光束)LWの波面とが撮像素子10e上に重なり合い、有効な干渉縞が形成される。
【0024】
この状態で移動機構10fが駆動されると、フリンジスキャンが実現する。つまり、参照光束LRと被検光束LWとの位相差が変化する。以下、移動機構10fによる位相差の変化量が一定である「直線スキャン」について説明する。
直線スキャンによると、撮像素子10e上で有効干渉縞の形成領域内の各位置の輝度は、時間に応じて互いに等速度で、かつ互いに異なる初期位相で正弦的に変化する。
【0025】
この直線スキャン中に撮像素子10e上の各位置(x,y)に配置された各画素Pxyは、所定期間(以下、輝度の変化の1/4周期とする。)ずつ信号電荷を蓄積し、画素信号B1xy,B2xy,B3xy,・・・を順次出力する。
このようにして各画素Pxyから出力される各画素信号Bixy(画像データBi(x,y))(i=1,2,3,・・・)は、制御回路10gを介してコンピュータ3に取り込まれる。
【0026】
コンピュータ3は、取り込まれた画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y),・・・のうち特定の画像データ(以下、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)の4つとする。)を参照し、さらにそのうち撮像素子10e上の有効測定領域Edα(後述)に相当する有効画像データB1d(x,y),B2d(x,y),B3d(x,y),B4d(x,y)を、上記した直線スキャンに適応した解析手法で解析する。
【0027】
その解析では、有効画像データB1d(x,y),B2d(x,y),B3d(x,y),B4d(x,y)から、有効測定領域Edαにおける輝度Ixyの初期位相φxyの分布φ(x,y)が求められ(算出方法については後述する式(8)を参照。)、さらにその分布φ(x,y)がフィゾー面4aを基準とした被検面2aの凹凸分布、つまり被検面2aの形状Z(x,y)に変換される。
【0028】
なお、コンピュータ3にはモニタ3aや入力器3bなどが接続され、これらモニタ3aや入力器3bを介してオペレータは、干渉測定装置に対し測定や解析の指示をしたり、形状情報などの情報を表示させたりすることができる。
ここで、本実施形態の干渉測定装置においては、上述した測定に先立って行われる、有効測定領域Edαの判定手順に特徴がある。
【0029】
以下、この判定手順について詳しく説明する。
図2は、本実施形態のコンピュータ3による判定手順を示す動作フローチャートである。
この判定手順では、最初に、試験的なフリンジスキャン(以下、測定時と同様の直線スキャンとする。)が行われ、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)が順次取り込まれる(図2ステップS1,S2,S3)。
【0030】
画像データB4(x,y)の取り込みが終了すると(図2ステップS3YES)、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)から、撮像素子10e上における輝度Ixyの振幅αxyの分布α(x,y)が算出される(図2ステップS4)。
この分布α(x,y)と予め決められた閾値Aとに基づいて、有効測定領域Edαが判定される(図2ステップS5)。
【0031】
ここで、図2ステップS4における分布α(x,y)の算出方法は、次のとおりである。
先ず第1に、撮像素子10e上において有効干渉縞の形成領域内の位置(x,y)の輝度Ixyは、上述した直線スキャンによると図3に示すとおり時間tに応じて正弦的に変化するので、式(1)で表される変化カーブを描く。
【数1】
なお、式(1)において、
φxy:輝度Ixyの初期位相、
ω:輝度Ixyの位相の変化速度(移動機構10fの駆動パターンから決まる所定値)
Cxy:輝度Ixyの平均値、
αxy:輝度Ixyの振幅である。
【0032】
第2に、位置(x,y)に配置された画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,B4xyは、それぞれ輝度Ixyの1/4周期(周期T=2π/ω)ずつの時間積分値であるので、式(2),(3),(4),(5)で表される。
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
以上の事実に基づき、位置(x,y)の輝度Ixyの振幅αxyは、その位置(x,y)に配置された画素Pxyの画素信号B1xy,B2xy,B3xy,B4xyから、例えば式(6)により求められる。
【数6】
因みに、平均値Cxy,初期位相φxyも、同様に、例えば式(7),(8)により求められる(なお、式(8)は、上述した被検面2aの形状の算出に当たり、初期位相φxyの算出に用いられる式でもある。)。
【数7】
【数8】
そして、この振幅αxyを各位置(x,y)についてそれぞれ求めれば、撮像素子10e上における振幅αxyの分布α(x,y)が求まる(以上、図2ステップS4の算出方法。)。
【0033】
また、それに後続する図2ステップS5における判定方法は、次のとおりである。
先ず、分布α(x,y)は、式(9)により全ての位置(x,y)の輝度Ixyの振幅αxyの最大値αmax(以下、最大振幅という。)で正規化される。つまり、各振幅αxyは最大振幅αmaxを基準とした正規化振幅αxy’で表される。
【数9】
さらに、各正規化振幅αxy’は、図4に示すように、それぞれ所定の閾値Aと比較される。
そして、閾値Aよりも大きい正規化振幅αxy’に対応する位置(x,y)の存在領域が、有効測定領域Edαと判定される(以上、図2ステップS5の判定方法)。
【0034】
次に、本実施形態の効果を図5を用いて説明する。
図5は、撮像素子10e上の各位置(x,y)の輝度Ixyの変化(直線スキャン中の変化)を示す図である。
撮像素子10e上の位置(x1,y1),(x2,y2)は、有効干渉縞の形成領域に存在するので、それらの輝度Ix1y1,Ix2y2は図5(1)(2)に示すとおり正弦的に変化し、その振幅αx1y1,αx2y2は比較的大きい。
【0035】
一方、撮像素子10e上の位置(x4,y4)は、有効干渉縞の形成領域外なので、その輝度Ix4y4は図5(4)に示すとおりランダムに微小変化するだけであり、その振幅αx4y4は微少となる。
また、撮像素子10e上の位置(x3,y3)は、迷光に起因する、非有効な干渉縞の形成領域に存在するので、輝度Ix3y3は図5(3)に示すとおり正弦的に変化するものの、その振幅αx3y3は、αx2y2とαx4y4との間の小さい値となる。
【0036】
ここで、上述した閾値Aは、「有効干渉縞の輝度の正規化振幅の最小値と、非有効な干渉縞の輝度の正規化振幅の最大値との中間値」に予め最適化されている。
因みに、この最適化は、干渉計1及び被検物2の光学設計データや、既知形状の被検物2をセットして干渉計1から得た測定データなどに基づいて行うことができる。
【0037】
その結果、有効干渉縞の形成領域内の位置(x1,y1),(x2,y2)は、有効測定領域Edαと判定され、有効干渉縞の形成領域外の位置(x4,y4),及び位置(x3,y3)は、それぞれ有効測定領域Edαではないと判定される。
しかも、本実施形態における振幅αxyの算出は、上述したように、位置(x,y)の輝度Ixyの変化カーブがそれぞれ正弦的であり、かつ画素信号Bixyが輝度Ixyの時間積分値であるとの前提に立つので、高精度である。
【0038】
よって、閾値Aの最適化さえ行われれば、有効測定領域Edαの判定は、高精度化される。
また、本実施形態では判定に当たり各振幅αxyが正規化されるので、例えば干渉計本体10内の光源10aのパワーが変更されても(参照光束LRと被検光束LWとの両者の強度が同率で変更されても)、閾値Aを変更する必要が無いという利点もある。
【0039】
[第2実施形態]
図6、図7、図8、図9を参照して本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。ここでは、第1実施形態の干渉測定装置との相違点についてのみ説明する。
本実施形態の干渉測定装置と第1実施形態の干渉測定装置との相違点は、コンピュータ3による判定手順にある。以下、本実施形態の判定手順について詳しく説明する。
【0040】
図6は、本実施形態のコンピュータ3による判定手順を示す動作フローチャートである。
この判定手順でも、最初に試験的な直線スキャンが行われ、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)が順次取り込まれる(図6ステップS1,S2,S3)。
【0041】
画像データB4(x,y)の取り込みが終了すると(図6ステップS3YES)、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)から、撮像素子10e上における輝度Ixyの振幅αxyの分布α(x,y)が算出される(図6ステップS4)。この算出方法は、第1実施形態の算出方法(図2ステップS4)と同じである。
【0042】
この分布α(x,y)と予め決められた閾値Aとに基づいて、有効測定領域Edαが仮判定される(図6ステップS5)。この仮判定方法は、第1実施形態の判定方法(図2ステップS5)と同じである(図7(a)参照。)。
また、本実施形態では、さらに、画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)から、撮像素子10e上における輝度Ixyのコントラストγxyの分布γ(x,y)が算出される(図6ステップS4’)。
【0043】
この分布γ(x,y)と予め決められた閾値Bとに基づいて、有効測定領域Edαが仮判定される(図6ステップS5’)。
ここで、図6ステップS4’における分布γ(x,y)の算出方法は、次のとおりである。
先ず第1に、撮像素子10e上において有効干渉縞の形成領域内の位置(x,y)の輝度Ixyは、上述した直線スキャンによると図3に示すとおり時間tに応じて正弦的に変化するので、式(1)で表される変化カーブを描く。
【0044】
第2に、位置(x,y)に配置された画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,B4xyは、それぞれ輝度Ixyの1/4周期(周期T=2π/ω)ずつの時間積分値であるので、式(2),(3),(4),(5)で表される。
以上の事実に基づき、位置(x,y)の輝度Ixyの振幅αxyが、その位置(x,y)に配置された画素Pxyの画素信号B1xy,B2xy,B3xy,B4xyから、例えば式(6)により求められる。また、輝度Ixyの平均値Cxyが、例えば上述した式(7)により求められる。
【0045】
そして、Cxy,αxyにより、輝度Ixyのコントラストγxyが、次式(10)で求められる。
【数10】
そして、このコントラストγxyを各位置(x,y)についてそれぞれ求めれば、撮像素子10e上におけるコントラストγxyの分布γ(x,y)が求まる(以上、図6ステップS4’の算出方法。)。
【0046】
また、それに後続する図6ステップS5’における仮判定方法は、次のとおりである。
各コントラストγxyは、図7(b)に示すように、それぞれ所定の閾値Bと比較される。
そして、閾値Bよりも大きいコントラストγxyに対応する位置(x,y)の存在領域が、有効測定領域Edγと仮判定される(以上、図6ステップS5’の仮判定方法)。
【0047】
さらに、本実施形態では、以上2つの仮判定の結果に基づいて、真の有効測定領域Edが判定される(図6ステップS6)。
この判定では、図8に示すように、有効測定領域Edαと、有効測定領域Edγとが比較され、両者の重複する領域が求められる。そして、その重複する領域が、真の有効測定領域Edと判定される。
【0048】
次に、本実施形態の効果を図9を用いて説明する。
図9は、撮像素子10e上の各領域を説明する図である。
撮像素子10e上では、有効干渉縞の形成領域Dの外側の細い輪帯状の領域Nαには、若干ではあるものの余分な回折光が入射しているので、その領域Nαの輝度Ixnynの振幅αxnynは大きいとみなされることがある。
【0049】
このため、振幅αxyに基づいて仮判定された有効測定領域Edαには、有効干渉縞の形成領域Dではないにも拘わらずその領域Nαが含まれることがある。つまり、Edα=D+Nαである。
また、撮像素子10e上では、その形成領域Dから外れた領域Nγあっても、そこに配置された画素Pxnynの画素信号Bxnynのノイズ成分が偶然に小さくなれば、その領域Nγの輝度Ixnynのコントラストγxnynは大きいとみなされる。
【0050】
このため、コントラストγxyに基づいて仮判定された有効測定領域Edγには、有効干渉縞の形成領域Dではないにも拘わらずその領域Nγが含まれることがある。つまり、Edγ=D+Nγである。
しかし、領域Nαは有効測定領域Edγには含まれず、領域Nγは有効測定領域領域Edαには含まれないので、有効測定領域Edαと有効測定領域Edγとの重複領域である有効測定領域Edからは、領域Nαと領域Nγとの双方が除外される。
【0051】
したがって、その有効測定領域Edは、有効干渉縞の形成領域Dに正確に一致する。
以上の結果、本実施形態の干渉測定によれば、第1実施形態の干渉測定よりも判定までの手順が多くなるものの、その有効測定領域の判定精度は高い。
[その他]
なお、上記各実施形態における振幅αxy,平均値Cxy,初期位相φxyの算出式については、式(1),(2),(3),(4),(5)に基づく他の算出式に代えてもよい。
【0052】
また、上記各実施形態では、撮像素子10eの有効測定領域Edα,Edγ,Edの判定に、連続する4つの画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)が用いられているが、連続する5つ以上の画像データを用いてその算出精度を向上させてもよい。
例えば、4つの画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)に5つ目の画像データB5(x,y)を加えると共に、算出式における”B1xy”を”(B1xy+B5xy)/2”に置換すれば、それらの算出精度は高まる。
【0053】
また、判定に必要なパラメータ(αxy,Cxy)を算出できるのであれば、不連続に取得された4つ以上の画像データを用いてもよい。
また、上記各実施形態では、被検面2aの形状の算出に、連続する4つの画像データB1(x,y),B2(x,y),B3(x,y),B4(x,y)が用いられているが、連続する5つ以上の画像データを用いてその算出精度を向上させてもよい。
【0054】
また、形状の算出に必要なパラメータ(φxy)を算出できるのであれば、不連続に取得された4つ以上の画像データを用いてもよい。
また、上記各実施形態では、フリンジスキャンとして直線スキャン(図10(a)参照)を採用したが、図10(b)に示すようなステップスキャンを採用してもよい。
【0055】
直線スキャンは、参照光束LRと被検光束LWとの位相差を「線形変化」させ、有効干渉縞の輝度Ixyを図10(a)に示すように滑らかに変化させるものであるのに対し、ステップスキャンは、参照光束LRと被検光束LWとの位相差をステップ状に変化させ、有効干渉縞の輝度Ixyを例えば図10(b)の実線で示すようにステップ状に変化させるものである。
【0056】
なお、直線スキャンに代えてステップスキャンを採用した場合、振幅αxy,平均値Cxy,初期位相φxyの算出方法は、そのステップスキャンのパターン、ステップスキャン中における撮像素子10eの信号電荷の蓄積のパターンとに応じたものに変更される。それらのパターンが図10(b)に示すとおり(すなわち1ステップ及び1回の蓄積時間が1/4周期分ずつ)のときには、算出方法は、例えば以下のようにすればよい。
【0057】
このとき、撮像素子10e上において有効干渉縞の形成領域内の位置(x,y)に配置された画素Pxyから出力される画素信号B1xy,B2xy,B3xy,B4xyは、各ステップにおける輝度Ixyを1/4周期(周期T=2π/ω)ずつ蓄積した値(長方形の面積)であるので、式(11),(12),(13),(14)で表される。
【数11】
【数12】
【数13】
【数14】
以上の事実に基づき、振幅αxyは、例えば式(15)により求められる。
【数15】
また、平均値Cxy,初期位相φxyは、例えば式(16),(17)により求められる。
【数16】
【数17】
(以上、ステップスキャンの説明)
また、上記各実施形態の干渉測定装置は、被検面2aの形状を測定するタイプの干渉測定装置であるが、透過性の被検物の透過波面を測定するタイプの干渉測定装置(干渉計本体10から射出した後に被検物を透過した測定光束をその被検物の方向へ折り返す反射ミラーを配置している。)にも、本発明は適用可能である。
【0058】
また、上記各実施形態では、同時に測定される被検物が1つであるとして説明したが、2つ以上の場合(レンズアレイの各単位レンズを一括して測定した場合など)には、次のような手順をコンピュータ3に実行させてもよい。
先ず、判定した有効測定領域Edから、個々の被検物に対応する個々の有効測定領域(以下、部分領域という。)を認識し、個々の部分領域の重心を算出する。
【0059】
ここで、個々の部分領域を認識するためには、4隣接法や8隣接法を適用すればよい。
4隣接法とは撮像素子上の1つの画素に着目した場合に、その画素の上、下、左、右の4つの画素を比較してこれらの画素が1つの固まりであるかどうか(同一の部分領域に属するかどうか)を判定する方法であり、8隣接法は、左下、上、右上、右、右下、下、左下、左の8つの画素を比較する方法である。
【0060】
そして、各部分領域毎に、算出した各重心を中心としてZernike係数などを算出して評価を行う。
このようにすれば、個々の被検物を分離して評価することができる。
なお、上記した有効測定領域の重心の算出や評価は、有効測定領域が1つの場合に行っても構わない。
【0061】
また、上記各実施形態の干渉測定装置では、制御回路10gの機能の一部又は全部がコンピュータ3の側に搭載されていてもよい。また、コンピュータ3の機能の一部又は全部が制御回路10gの側に搭載されていてもよい。また、制御回路10g及びコンピュータ3の機能の一部又は全部が手動で行われるよう干渉測定装置が構成されていてもよい。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、撮像素子の有効測定領域を高精度に判定することのできる干渉測定方法及び干渉測定装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の干渉測定装置の構成図である。
【図2】第1実施形態のコンピュータ3による判定手順を示す動作フローチャートである。
【図3】有効干渉縞上の或る画素Pxyにおける輝度Ixyの時間変化を示す図である。
【図4】第1実施形態における有効測定領域Edαの判定方法を示す図である。
【図5】撮像素子10e上の各位置(x,y)の輝度Ixyの変化(直線スキャン中の変化)を示す図である。
【図6】第2実施形態のコンピュータ3による判定手順を示す動作フローチャートである。
【図7】第2実施形態における有効測定領域Edα,Edγの仮判定方法を示す図である。
【図8】第2実施形態における有効測定領域Edの判定方法を示す図である。
【図9】撮像素子10e上の各領域を説明する図である。
【図10】フリンジスキャンのバリエーションを示す図である。
【符号の説明】
1 干渉計
2 被検物
2a 被検面
3 コンピュータ
4 フィゾーレンズ
10 干渉計本体
10a 光源
10b ビームエキスパンダ
10c ビームスプリッタ
10d 光束径変換光学系
10e 撮像素子
10f 移動機構
10g 制御回路
3a モニタ
3b 入力器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interference measurement method and an interference measurement device applied to surface measurement of a test object and the like.
[0002]
[Prior art]
Interference measurement is applied to surface measurement of a test object such as a lens and a mirror used in a projection exposure apparatus.
In this interference measurement, the measurement light emitted from the light source is projected on the test surface and the reference surface, and the test light beam emitted from the test surface and the reference light beam emitted from the reference surface are guided on the same surface, The interference fringes occurring on the surface are detected by the image sensor.
[0003]
The distribution of the deviation between the wavefront of the reference light beam and the wavefront of the test light beam is obtained from the image data output from the image sensor, so that the unevenness distribution (shape) of the test surface with respect to the reference surface is known.
In such an interference measurement, a fringe scan interferometry is often applied for the purpose of improving the accuracy of the measurement.
[0004]
In the fringe scan interferometry, for example, the phase difference between the test light beam and the reference light beam is changed by moving the position of the reference surface by a small distance in the optical axis direction (fringe scan). At this time, a plurality of image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y),. Look at the pattern.
[0005]
Based on the pattern of the change in luminance of the interference fringes, the distribution of the deviation between the wavefront of the reference light beam and the wavefront of the test light beam can be obtained with high accuracy.
By the way, in order to know which position of the surface to be inspected has what kind of unevenness, each pixel of the image sensor for detecting interference fringes and each position on the surface to be inspected must be accurately determined in advance. Must be associated.
[0006]
Therefore, when the interference measurement is performed, an effective measurement area on the image sensor, that is, a formation area of “effective interference fringes” including shape information of the test surface is determined after alignment of the test surface.
The following two methods can be used for the determination.
A first method is a method described in [Prior Art] of
[0007]
The second method is a method described in [Embodiment] of
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-90112
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first method, the pixels P in the effective interference fringe formation region xy Pixel signal B1 output from xy , B2 xy , B3 xy ,..., When the signal level is low, the change width Δ xy Is the pixel P outside the effective interference fringe formation area xnyn Pixel signal B1 xnyn , B2 xnyn , B3 xnyn ,... (Noise data affected only by noise or stray light) xnyn Since the size may be smaller, the determination may be erroneous without the intervention of the operator.
[0010]
In the second method, the pixels P outside the effective interference fringe formation region xnyn Pixel signal B1 output from xnyn , B2 xnyn , B3 xnyn ,..., When their noise levels are low, or when one of them becomes “0” by accident, etc. xnyn Is the pixel P in the effective interference fringe formation area. xy Pixel signal B1 output from xy , B2 xy , B3 xy , Contrast γ xy In some cases, the judgment may be erroneous unless the judgment is made by the operator.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an interference measurement method and an interference measurement device capable of determining an effective measurement area of an image sensor with high accuracy.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The interference measurement method according to
[0013]
The interference measurement method according to
The interference measurement method according to
[0014]
The interference measurement method according to
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the interference measurement method according to any one of the first to fourth aspects, when the one or more effective areas exist, the one or more effective areas exist. The method further includes a step of determining a measurement area, a step of calculating a center of gravity of the one or more effective measurement areas, and a step of analyzing the interference fringes with the center of gravity as a center.
[0016]
The interference measuring apparatus according to claim 6, wherein the interference between the wavefront of the reference light beam emitted from the reference object and the wavefront of the test light beam emitted by reflection or transmission from the test object is detected by the image sensor. A phase change unit that changes a phase difference between the reference light beam and the test light beam; a control unit that drives and controls the image sensor and the phase change device; and analyzes data output from the image sensor. In the interference measurement device including a calculation unit, the calculation unit approximates sinusoidally a luminance change on the image sensor due to the change in the phase difference, and calculates a distribution of the amplitude of the luminance change on the image sensor. Performing a calculation based on the data, and determining a high-amplitude region in which the amplitude is equal to or greater than a predetermined value as an effective measurement region in which the interference fringes are formed on the image sensor. I do.
[0017]
In the interference measurement apparatus according to claim 7, in the interference measurement apparatus according to claim 6, in the calculating step, the calculation unit calculates a distribution of the amplitude on the image sensor on the image sensor. It is characterized by normalizing with the maximum value of the obtained amplitude.
The interference measuring device according to claim 8 is the interference measuring device according to claim 7, wherein in the calculating step, the calculation unit includes an amplitude α before normalization, a normalized amplitude α ′, and the maximum value α. max Α ′ = α / α max Is used for the normalization.
[0018]
The interference measurement device according to claim 9 is the interference measurement device according to any one of claims 6 to 8, wherein the arithmetic unit calculates a distribution of the contrast of the luminance change on the image sensor. A step of calculating based on the data, and a step of determining an overlapping area of the high-contrast area and the high-amplitude area where the contrast is equal to or more than a predetermined value as an effective measurement area on the image sensor. Features.
[0019]
The interference measurement device according to
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5. FIG.
[0021]
This embodiment is an embodiment of an interference measurement device. Here, an interferometer for measuring a surface shape will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of the interference measurement device of the present embodiment.
The
The
[0022]
In the
The
[0023]
The
In the measurement, when light is emitted from the light source 10a, the wavefront of the reflected light beam (reference light beam) LR on the Fizeau surface 4a of the
[0024]
When the moving
According to the linear scan, the brightness of each position in the effective interference fringe formation area on the
[0025]
Each pixel P disposed at each position (x, y) on the
Thus, each pixel P xy Pixel signal Bi output from xy (Image data Bi (x, y)) (i = 1, 2, 3,...) Is taken into the
[0026]
The
[0027]
In the analysis, the luminance I in the effective measurement area Edα is obtained from the effective image data B1d (x, y), B2d (x, y), B3d (x, y), and B4d (x, y). xy Initial phase φ xy Is obtained (for the calculation method, refer to equation (8) described later). Further, the distribution φ (x, y) is determined by the unevenness of the test surface 2a based on the Fizeau surface 4a. The distribution is converted into the distribution Z, that is, the shape Z (x, y) of the test surface 2a.
[0028]
The
Here, the interference measurement apparatus of the present embodiment is characterized by a procedure for determining the effective measurement area Edα performed before the above-described measurement.
[0029]
Hereinafter, this determination procedure will be described in detail.
FIG. 2 is an operation flowchart illustrating a determination procedure by the
In this determination procedure, first, a test fringe scan (hereinafter, referred to as a linear scan similar to that at the time of measurement) is performed, and image data B1 (x, y), B2 (x, y), and B3 (x , Y) and B4 (x, y) are sequentially taken in (steps S1, S2, S3 in FIG. 2).
[0030]
When the capture of the image data B4 (x, y) is completed (YES in step S3 in FIG. 2), the image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y), and B4 (x, y) are read out. , The luminance I on the
The effective measurement area Edα is determined based on the distribution α (x, y) and the predetermined threshold A (step S5 in FIG. 2).
[0031]
Here, the method of calculating the distribution α (x, y) in step S4 in FIG. 2 is as follows.
First, the luminance I at the position (x, y) in the effective interference fringe formation area on the
(Equation 1)
Note that in equation (1),
φ xy : Luminance I xy Initial phase of
ω: luminance I xy (The predetermined value determined from the drive pattern of the moving
C xy : Luminance I xy The average of
α xy : Luminance I xy Is the amplitude of
[0032]
Second, the pixel P located at the position (x, y) xy Pixel signal B1 output from xy , B2 xy , B3 xy , B4 xy Is the luminance I xy Is a time integration value for each 1/4 period (period T = 2π / ω), and is expressed by equations (2), (3), (4), and (5).
(Equation 2)
[Equation 3]
(Equation 4)
(Equation 5)
Based on the above fact, the luminance I at the position (x, y) xy The amplitude α xy Is the pixel P located at that position (x, y) xy Pixel signal B1 xy , B2 xy , B3 xy , B4 xy From the equation (6), for example.
(Equation 6)
By the way, the average value C xy , Initial phase φ xy Similarly, for example, the initial phase φ is calculated by the equations (7) and (8). xy Is also used in the calculation of. ).
(Equation 7)
(Equation 8)
And this amplitude α xy Is obtained for each position (x, y), the amplitude α on the
[0033]
Further, the determination method in the subsequent step S5 in FIG. 2 is as follows.
First, the distribution α (x, y) is expressed by the following equation (9). xy The amplitude α xy The maximum value of α max (Hereinafter, referred to as a maximum amplitude). That is, each amplitude α xy Is the maximum amplitude α max Normalized amplitude α based on xy '.
(Equation 9)
Furthermore, each normalized amplitude α xy Are compared with a predetermined threshold value A, respectively, as shown in FIG.
Then, the normalized amplitude α larger than the threshold value A xy The region where the position (x, y) corresponding to 'is present is determined as the effective measurement region Edα (the above is the determination method in step S5 in FIG. 2).
[0034]
Next, effects of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows the luminance I at each position (x, y) on the
The position (x 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ) Are present in the effective interference fringe formation region, so that their luminance I x1y1 , I x2y2 Changes sinusoidally as shown in FIGS. 5 (1) and (2), and its amplitude α x1y1 , Α x2y2 Is relatively large.
[0035]
On the other hand, the position (x 4 , Y 4 ) Is outside the effective interference fringe formation region, and therefore its luminance I x4y4 Changes only randomly and minutely as shown in FIG. 5 (4), and its amplitude α x4y4 Is very small.
Further, the position (x 3 , Y 3 ) Is present in the area where ineffective interference fringes are formed due to stray light, x3y3 Varies sinusoidally as shown in FIG. 5 (3), but its amplitude α x3y3 Is α x2y2 And α x4y4 And a small value between.
[0036]
Here, the threshold value A described above is optimized in advance to “an intermediate value between the minimum value of the normalized amplitude of the luminance of the effective interference fringe and the maximum value of the normalized amplitude of the luminance of the ineffective interference fringe”. .
Incidentally, this optimization can be performed based on optical design data of the
[0037]
As a result, the position (x 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ) Is determined as the effective measurement area Edα, and the position (x) outside the effective interference fringe formation area is determined. 4 , Y 4 ) And position (x 3 , Y 3 ) Are determined not to be the effective measurement areas Edα.
Moreover, the amplitude α in the present embodiment xy Is calculated as described above with the luminance I at the position (x, y). xy Are sinusoidal and the pixel signal Bi xy Is the luminance I xy It is highly accurate because it is assumed that the time integral value is obtained.
[0038]
Therefore, as long as the threshold A is optimized, the determination of the effective measurement area Edα is performed with high accuracy.
In the present embodiment, each amplitude α xy Are normalized, for example, even if the power of the light source 10a in the
[0039]
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. This embodiment is an embodiment of an interference measurement device. Here, only the differences from the interferometer of the first embodiment will be described.
The difference between the interference measurement device of the present embodiment and the interference measurement device of the first embodiment lies in the determination procedure by the
[0040]
FIG. 6 is an operation flowchart illustrating a determination procedure by the
Also in this determination procedure, a test linear scan is performed first, and the image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y), and B4 (x, y) are sequentially captured ( FIG. 6 steps S1, S2, S3).
[0041]
When the capture of the image data B4 (x, y) is completed (step S3YES in FIG. 6), the image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y), B4 (x, y) , The luminance I on the
[0042]
The effective measurement area Edα is provisionally determined based on the distribution α (x, y) and the predetermined threshold A (step S5 in FIG. 6). This tentative determination method is the same as the determination method of the first embodiment (step S5 in FIG. 2) (see FIG. 7A).
Further, in the present embodiment, the luminance I on the
[0043]
Based on the distribution γ (x, y) and the predetermined threshold B, the effective measurement area Edα is provisionally determined (step S5 ′ in FIG. 6).
Here, the method of calculating the distribution γ (x, y) in step S4 ′ in FIG. 6 is as follows.
First, the luminance I at the position (x, y) in the effective interference fringe formation area on the
[0044]
Second, the pixel P located at the position (x, y) xy Pixel signal B1 output from xy , B2 xy , B3 xy , B4 xy Is the luminance I xy Is a time integration value for each 1/4 period (period T = 2π / ω), and is expressed by equations (2), (3), (4), and (5).
Based on the above fact, the luminance I at the position (x, y) xy The amplitude α xy Is the pixel P located at that position (x, y). xy Pixel signal B1 xy , B2 xy , B3 xy , B4 xy From the equation (6), for example. Also, the brightness I xy Average value of C xy Is obtained, for example, by the above-described equation (7).
[0045]
And C xy , Α xy The luminance I xy The contrast γ xy Is obtained by the following equation (10).
(Equation 10)
And this contrast γ xy Is obtained for each position (x, y), the contrast γ on the
[0046]
Further, the tentative determination method in the subsequent step S5 ′ in FIG. 6 is as follows.
Each contrast γ xy Are respectively compared with a predetermined threshold value B as shown in FIG.
Then, the contrast γ that is larger than the threshold B xy Is provisionally determined as the effective measurement region Edγ (the above, the provisional determination method of step S5 ′ in FIG. 6).
[0047]
Further, in the present embodiment, the true effective measurement area Ed is determined based on the results of the two provisional determinations (Step S6 in FIG. 6).
In this determination, as shown in FIG. 8, the effective measurement area Edα and the effective measurement area Edγ are compared, and an area where both are overlapped is determined. Then, the overlapping area is determined as the true effective measurement area Ed.
[0048]
Next, effects of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating each region on the
On the
[0049]
Therefore, the amplitude α xy May be included in the effective measurement area Edα that is not the effective interference fringe formation area D, although the area Nα is provisionally determined based on the above. That is, Edα = D + Nα.
In addition, on the
[0050]
Therefore, the contrast γ xy May be included in the effective measurement area Edγ that is provisionally determined on the basis of not being the effective interference fringe formation area D but the area Nγ. That is, Edγ = D + Nγ.
However, the region Nα is not included in the effective measurement region Edγ, and the region Nγ is not included in the effective measurement region Edα. , The region Nα and the region Nγ are excluded.
[0051]
Therefore, the effective measurement area Ed exactly matches the effective interference fringe formation area D.
As a result, according to the interference measurement of the present embodiment, although the number of procedures up to the determination is larger than that of the interference measurement of the first embodiment, the determination accuracy of the effective measurement area is high.
[Others]
Note that the amplitude α in each of the above embodiments is xy , Average value C xy , Initial phase φ xy May be replaced with another calculation formula based on the formulas (1), (2), (3), (4), and (5).
[0052]
Further, in each of the above embodiments, the determination of the effective measurement areas Edα, Edγ, and Ed of the
For example, while adding fifth image data B5 (x, y) to four image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y), and B4 (x, y), "B1" in the calculation formula xy "To" (B1 xy + B5 xy ) / 2 ", the accuracy of their calculation is increased.
[0053]
In addition, parameters (α xy , C xy ) Can be used, four or more pieces of image data acquired discontinuously may be used.
In each of the above embodiments, four consecutive image data B1 (x, y), B2 (x, y), B3 (x, y), B4 (x, y) are used to calculate the shape of the surface 2a to be inspected. ) Is used, but the calculation accuracy may be improved by using five or more consecutive image data.
[0054]
In addition, parameters (φ xy ) Can be used, four or more pieces of image data acquired discontinuously may be used.
Further, in each of the above embodiments, a linear scan (see FIG. 10A) is employed as the fringe scan, but a step scan as shown in FIG. 10B may be employed.
[0055]
The linear scan changes the phase difference between the reference light beam LR and the test light beam LW “linearly”, and changes the luminance I of the effective interference fringe. xy 10A, the step scan changes the phase difference between the reference light beam LR and the test light beam LW in a step-like manner, and the luminance I of the effective interference fringe is changed. xy Is changed stepwise as shown by a solid line in FIG. 10B, for example.
[0056]
When step scan is adopted instead of linear scan, the amplitude α xy , Average value C xy , Initial phase φ xy Is changed to a method according to the pattern of the step scan and the pattern of accumulation of signal charges of the
[0057]
At this time, the pixel P arranged at the position (x, y) in the effective interference fringe formation region on the
(Equation 11)
(Equation 12)
(Equation 13)
[Equation 14]
Based on the above fact, the amplitude α xy Is obtained, for example, by Expression (15).
(Equation 15)
Also, the average value C xy , Initial phase φ xy Is obtained by, for example, equations (16) and (17).
(Equation 16)
[Equation 17]
(The above is the explanation of step scan.)
In addition, the interference measurement device of each of the above embodiments is a type of interference measurement device that measures the shape of the test surface 2a, but is a type of interference measurement device (interferometer) that measures the transmitted wavefront of a transparent test object. The present invention is also applicable to a case in which a reflection mirror that turns back a measurement light beam transmitted through a test object after exiting from the
[0058]
Further, in each of the above embodiments, the description has been made assuming that one test object is measured at the same time. May be performed by the
First, from the determined effective measurement region Ed, each effective measurement region (hereinafter, referred to as a partial region) corresponding to each test object is recognized, and the center of gravity of each partial region is calculated.
[0059]
Here, in order to recognize individual partial regions, a 4-neighbor method or an 8-neighbor method may be applied.
The four-neighbor method refers to one pixel on the image sensor, compares the four pixels above, below, left, and right, and determines whether these pixels form one block (the same The eight-neighbor method is a method of comparing eight pixels at the lower left, upper, upper right, right, lower right, lower, lower left, and left.
[0060]
Then, for each of the partial regions, a Zernike coefficient or the like is calculated centering on the calculated center of gravity, and the evaluation is performed.
In this way, it is possible to separate and evaluate individual test objects.
Note that the calculation and evaluation of the center of gravity of the effective measurement area described above may be performed when there is one effective measurement area.
[0061]
Further, in the interference measurement apparatuses according to the above embodiments, some or all of the functions of the
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an interference measurement method and an interference measurement device that can determine an effective measurement area of an image sensor with high accuracy are realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an interference measurement device according to a first embodiment.
FIG. 2 is an operation flowchart illustrating a determination procedure by a
FIG. 3 shows a certain pixel P on an effective interference fringe xy Luminance I at xy FIG. 5 is a diagram showing a time change of the scalar.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for determining an effective measurement area Edα in the first embodiment.
FIG. 5 shows a luminance I at each position (x, y) on the
FIG. 6 is an operation flowchart illustrating a determination procedure by a
FIG. 7 is a diagram showing a tentative determination method of effective measurement areas Edα and Edγ in the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of determining an effective measurement area Ed according to the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating each area on an
FIG. 10 is a diagram showing a variation of a fringe scan.
[Explanation of symbols]
1 Interferometer
2 test object
2a Test surface
3 Computer
4 Fizeau lens
10 Interferometer body
10a light source
10b beam expander
10c beam splitter
10d beam diameter conversion optical system
10e imaging device
10f moving mechanism
10g control circuit
3a monitor
3b input device
Claims (10)
前記参照光束と前記被検光束との位相差を変化させ、前記撮像素子から出力されるデータを参照する手順と、
前記位相差の変化に伴う前記撮像素子上の輝度変化を正弦的に近似し、その輝度変化の振幅の前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記振幅が所定値以上となる高振幅領域を、前記撮像素子上で前記干渉縞の形成される有効測定領域と判定する手順と
を含むことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method of detecting an interference fringe formed by the wavefront of the reference light beam emitted from the reference object and the wavefront of the test light beam emitted by reflection or transmission from the test object by the imaging device,
A step of changing a phase difference between the reference light beam and the test light beam, and referring to data output from the image sensor;
A step of sinusoidally approximating a luminance change on the image sensor due to the change in the phase difference, and calculating a distribution of the amplitude of the luminance change on the image sensor based on the data, wherein the amplitude is a predetermined value or more. Determining a high-amplitude area to be an effective measurement area where the interference fringes are formed on the image sensor.
前記算出する手順では、
前記振幅の前記撮像素子上の分布を、前記撮像素子上でとり得る振幅の最大値で正規化する
ことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 1,
In the calculating step,
An interference measurement method, wherein a distribution of the amplitude on the image sensor is normalized by a maximum value of the amplitude that can be obtained on the image sensor.
前記算出する手順では、
正規化前の振幅α、正規化振幅α’、前記最大値αmaxに関しα’=α/αmaxで表される式を前記正規化に用いる
ことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 2,
In the calculating step,
Interference measurement method, which comprises using a pre-normalized amplitude alpha, normalized amplitude alpha expressions represented by ', the maximum value alpha max relates α' = α / α max in the normalization.
前記輝度変化のコントラストの前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、
前記コントラストが所定値以上となる高コントラスト領域と、前記高振幅領域との重複領域を、前記撮像素子上の有効測定領域と判定する手順と
をさらに含むことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to any one of claims 1 to 3,
Calculating the distribution of the contrast of the luminance change on the image sensor based on the data,
An interference measurement method, further comprising a step of determining an overlap region between the high contrast region where the contrast is equal to or more than a predetermined value and the high amplitude region as an effective measurement region on the image sensor.
前記有効領域が1つ以上存在する場合に、前記1つ以上存在する有効測定領域を判別する手順と、
前記1つ以上存在する有効測定領域の重心を算出する手順と、
前記重心を中心として前記干渉縞を解析する手順と
をさらに含むことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to any one of claims 1 to 4,
When the one or more effective areas exist, a step of determining the one or more effective measurement areas;
Calculating a center of gravity of the one or more effective measurement areas;
Analyzing the interference fringes around the center of gravity.
前記参照光束と前記被検光束との位相差を変化させる位相変化手段と、
前記撮像素子及び前記位相変化手段を駆動制御する制御部と、
前記撮像素子から出力されるデータを解析する演算部と
を備えた干渉測定装置において、
前記演算部は、
前記位相差の変化に伴う前記撮像素子上の輝度変化を正弦的に近似し、その輝度変化の振幅の前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、前記振幅が所定値以上となる高振幅領域を、前記撮像素子上で前記干渉縞の形成される有効測定領域と判定する手順と
を実行することを特徴とする干渉測定装置。A wavefront of the reference light beam emitted from the reference object, and an interferometer that detects an interference fringe formed by the wavefront of the test light beam emitted by reflection or transmission from the test object with the imaging device,
Phase changing means for changing a phase difference between the reference light beam and the test light beam,
A control unit that drives and controls the imaging element and the phase changing unit;
In an interference measurement device including a calculation unit that analyzes data output from the image sensor,
The arithmetic unit includes:
A step of sinusoidally approximating a luminance change on the image sensor due to the change in the phase difference, and calculating a distribution of the amplitude of the luminance change on the image sensor based on the data, wherein the amplitude is a predetermined value or more. Determining a high-amplitude area to be an effective measurement area where the interference fringes are formed on the image sensor.
前記算出する手順では、前記演算部は、
前記振幅の前記撮像素子上の分布を、前記撮像素子上でとり得る振幅の最大値で正規化する
ことを特徴とする干渉測定装置。The interference measurement device according to claim 6,
In the calculating step, the calculating unit includes:
An interference measurement apparatus, wherein a distribution of the amplitude on the image sensor is normalized by a maximum value of the amplitude that can be obtained on the image sensor.
前記算出する手順では、前記演算部は、
正規化前の振幅α、正規化振幅α’、前記最大値αmaxに関しα’=α/αmaxで表される式を前記正規化に用いる
ことを特徴とする干渉測定装置。The interference measurement apparatus according to claim 7,
In the calculating step, the calculating unit includes:
An interference measurement apparatus characterized by using an expression represented by α ′ = α / αmax for the amplitude α before normalization, the normalized amplitude α ′, and the maximum value αmax for the normalization.
前記演算部は、
前記輝度変化のコントラストの前記撮像素子上の分布を前記データに基づいて算出する手順と、
前記コントラストが所定値以上となる高コントラスト領域と前記高振幅領域との重複領域を、前記撮像素子上の有効測定領域と判定する手順と
をさらに実行することを特徴とする干渉測定装置。In the interference measurement device according to any one of claims 6 to 8,
The arithmetic unit includes:
Calculating the distribution of the contrast of the luminance change on the image sensor based on the data,
Determining an overlap area between the high contrast area where the contrast is equal to or greater than a predetermined value and the high amplitude area as an effective measurement area on the image sensor.
前記演算部は、
前記有効領域が1つ以上存在する場合に、前記1つ以上存在する有効測定領域を判別する手順と、
前記1つ以上存在する有効測定領域の重心を算出する手順と、
前記重心を中心として前記干渉縞を解析する手順と
をさらに実行することを特徴とする干渉測定装置。In the interference measurement device according to any one of claims 6 to 9,
The arithmetic unit includes:
When the one or more effective areas exist, a step of determining the one or more effective measurement areas;
Calculating a center of gravity of the one or more effective measurement areas;
Analyzing the interference fringes around the center of gravity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003157072A JP2004361135A (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Interference measuring method and interference measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003157072A JP2004361135A (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Interference measuring method and interference measuring apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004361135A true JP2004361135A (en) | 2004-12-24 |
Family
ID=34050962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003157072A Pending JP2004361135A (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Interference measuring method and interference measuring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004361135A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008116293A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Olympus Corp | Fringe scan interference pattern measurement method, and interferometer |
-
2003
- 2003-06-02 JP JP2003157072A patent/JP2004361135A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008116293A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Olympus Corp | Fringe scan interference pattern measurement method, and interferometer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10724960B2 (en) | Inspection system and inspection method | |
US8514389B2 (en) | Inspecting apparatus, three-dimensional profile measuring apparatus, and manufacturing method of structure | |
TWI420081B (en) | Distance measuring system and distance measuring method | |
US9891168B2 (en) | Device and method for sensing at least one partially specular surface with column-by-column analysis of the global or local intensity maximum | |
JP6161276B2 (en) | Measuring apparatus, measuring method, and program | |
JP3411829B2 (en) | Method and apparatus for evaluating surface shape | |
JP4939304B2 (en) | Method and apparatus for measuring film thickness of transparent film | |
JP7120976B2 (en) | Measuring device, elevator system and measuring method | |
JP7124958B2 (en) | Defect inspection device and defect inspection method | |
JP5682419B2 (en) | Inspection method and inspection apparatus | |
EP2420796B1 (en) | Shape measuring method and shape measuring apparatus using white light interferometry | |
JP2010243438A (en) | Apparatus and method for three-dimensional shape measurement | |
CN109085171A (en) | Image processing apparatus, image processing method and storage medium | |
TWI668439B (en) | Method of measuring surface topography | |
JP6502230B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
JP4183220B2 (en) | Optical spherical curvature radius measuring device | |
JP2004361135A (en) | Interference measuring method and interference measuring apparatus | |
US10504802B2 (en) | Target location in semiconductor manufacturing | |
CN111220087B (en) | Surface topography detection method | |
JP2010210507A (en) | Measuring device and measuring method | |
JPS63138204A (en) | Shape measuring method | |
JP2018096717A (en) | Imaging apparatus | |
JP2001133215A (en) | Method and device for measuring interference | |
JP3967607B2 (en) | Height measuring device | |
EP4341642A1 (en) | Apparatus, method and computer program for measuring a space and / or an alignment and / or an angle of misalignment between a first surface and a second surface |