JP6025411B2 - 形状測定装置および形状測定方法 - Google Patents
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(2)受光強度分布取得部は、光を発生する光源、受光素子、ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、光学経路中に配置可能な干渉型対物レンズを含み、受光素子により得られる受光強度分布は、干渉方式の受光強度分布成分および共焦点方式の受光強度分布成分の重畳波形を有し、算出部は、受光素子により得られる受光強度分布のうち干渉方式の受光強度分布成分に基づいて複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、受光素子により得られる受光強度分布のうち共焦点方式の受光強度分布成分に基づいて第2のデータをそれぞれ算出するように構成されてもよい。
この場合、受光強度分布取得部を一の光源、一の受光素子および一の干渉型対物レンズにより構成することができる。これにより、形状測定装置を小型化することができる。また、形状測定装置の製造コストを低減することができる。
さらに、位相シフト干渉方式により第1のデータを高い精度で算出することができる。光学経路中に一の干渉型対物レンズが配置されるので、干渉方式の受光強度分布を得る測定と干渉方式の受光強度分布を得る測定との間で、対物レンズを交換する必要がない。これにより、干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を効率よくかつ迅速に得ることができる。
複数の部分の各々について、第1のデータが予め設定された精度を有するか否かが判定される。第1のデータが予め設定された精度を有する場合には第1のデータが選択され、第1のデータが予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択される。複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて測定対象物の表面の形状を示す形状データが生成される。
測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在しない場合および大きな傾斜角度の領域が存在しない場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在しない場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータは、共焦点方式の受光強度分布に基づいて算出される第2のデータよりも高い精度を有する。一方、測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在する場合または大きな傾斜角度の領域が存在する場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在する場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータの精度は低くなり、または第1のデータの算出が困難となる。
上記の構成によれば、形状データの生成の際に、第1のデータが予め設定された精度を有する部分については第1のデータが用いられ、第1のデータが予め設定された精度を有しない部分については第2のデータが用いられる。これにより、形状データは、測定対象物の表面の複数の部分の位置を正確に示す。その結果、測定対象物の表面の形状を高い精度で測定することができる。
また、受光強度分布取得部を一の光源、一の受光素子および一の干渉型対物レンズにより構成することができる。これにより、形状測定装置を小型化することができる。また、形状測定装置の製造コストを低減することができる。
複数の部分の各々について、第1のデータが予め設定された精度を有するか否かが判定される。第1のデータが予め設定された精度を有する場合には第1のデータが選択され、第1のデータが予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択される。複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて測定対象物の表面の形状を示す形状データが生成される。
測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在しない場合および大きな傾斜角度の領域が存在しない場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在しない場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータは、共焦点方式の受光強度分布に基づいて算出される第2のデータよりも高い精度を有する。一方、測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在する場合または大きな傾斜角度の領域が存在する場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在する場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータの精度は低くなり、または第1のデータの算出が困難となる。
上記の構成によれば、形状データの生成の際に、第1のデータが予め設定された精度を有する部分については第1のデータが用いられ、第1のデータが予め設定された精度を有しない部分については第2のデータが用いられる。これにより、形状データは、測定対象物の表面の複数の部分の位置を正確に示す。その結果、測定対象物の表面の形状を高い精度で測定することができる。
また、位相シフト干渉方式により第1のデータを高い精度で算出することができる。光学経路中に一の干渉型対物レンズが配置されるので、干渉方式の受光強度分布を得る測定と干渉方式の受光強度分布を得る測定との間で、対物レンズを交換する必要がない。これにより、干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を効率よくかつ迅速に得ることができる。
複数の部分の各々について、第1のデータが予め設定された精度を有するか否かが判定される。第1のデータが予め設定された精度を有する場合には第1のデータが選択され、第1のデータが予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択される。複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて測定対象物の表面の形状を示す形状データが生成される。
測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在しない場合および大きな傾斜角度の領域が存在しない場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在しない場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータは、共焦点方式の受光強度分布に基づいて算出される第2のデータよりも高い精度を有する。一方、測定対象物の表面に低い反射率の領域が存在する場合または大きな傾斜角度の領域が存在する場合のように測定対象物の表面に特定の状態の領域が存在する場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータの精度は低くなり、または第1のデータの算出が困難となる。
上記の構成によれば、形状データの生成の際に、第1のデータが予め設定された精度を有する部分については第1のデータが用いられ、第1のデータが予め設定された精度を有しない部分については第2のデータが用いられる。これにより、形状データは、測定対象物の表面の複数の部分の位置を正確に示す。その結果、測定対象物の表面の形状を高い精度で測定することができる。
また、白色干渉方式により第1のデータを高い精度で算出することができる。光学経路中に一の干渉型対物レンズが配置されるので、干渉方式の受光強度分布を得る測定と干渉方式の受光強度分布を得る測定との間で、対物レンズを交換する必要がない。これにより、干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を効率よくかつ迅速に得ることができる。
また、判定するステップは、複数の部分について算出される第1または第2のデータに基づいて、複数の部分の各々についての傾斜角度に依存する受光強度分布の変化の程度を取得し、取得された変化の程度が予め設定された第1のしきい値よりも高いか否かを判定し、取得された変化の程度が予め設定された第1のしきい値よりも高い場合に第1のデータが予め設定された精度を有しないと判定することを含む。
測定対象物の表面に傾斜角度が大きい領域が存在する場合には、干渉方式の受光強度分布に基づいて算出される第1のデータの精度は低くなり、または第1のデータの算出が困難となる。そこで、測定対象物の複数の部分の各々について、傾斜角度に依存する受光強度分布の変化の程度が取得され、取得された変化の程度が予め設定された第1のしきい値よりも高い場合には、第1のデータが予め設定された精度を有しないと判定される。この場合には、第2のデータが用いられる。それにより、測定対象物が大きい傾斜角度の領域を含む場合に、その領域について測定される位置の精度が低下することが防止される。
以下、第1の実施の形態に係る形状測定装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る形状測定装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、形状測定装置500は、測定部100、PC(パーソナルコンピュータ)200、制御部300および表示部400を備える。測定部100は、レーザ光源10、X−Yスキャン光学系20、受光素子30およびステージ60を含む。ステージ60上には、測定対象物Sが載置される。
図2は、X方向、Y方向およびZ方向の定義を示す図である。図2に示すように、対物レンズ3により集光されたレーザ光が測定対象物Sに照射される。本実施の形態においては、対物レンズ3の光軸の方向をZ方向と定義する。また、Z方向と直交する面内において、互いに直交する二方向をそれぞれX方向およびY方向と定義する。X方向、Y方向およびZ方向を矢印X,Y,Zでそれぞれ示す。
図4は、干渉型対物レンズ3Bの構成を示す図である。図4の例においては、干渉型対物レンズ3Bは、ミラウ干渉方式の干渉型対物レンズである。図4に示すように、干渉型対物レンズ3Bは、レンズ31、ビームスプリッタ32および参照ミラー33を含む。
本実施の形態においては、対物レンズ3として干渉型対物レンズ3Bが光学経路中に配置される。測定対象物Sが、例えば干渉型対物レンズ3Bの焦点位置よりも十分下方に配置される。この状態で、各単位領域内でレーザ光がX方向およびY方向に走査される。
測定対象物Sの表面に大きな傾斜角度の領域が存在する場合、その領域において反射されるレーザ光による干渉パターン(干渉縞)の間隔が密となる。この場合、受光素子30により隣接する画素間における干渉縞の判別を行うことが困難となる。そのため、測定対象物Sの表面に大きな傾斜角度の領域が存在しない場合に比べて、干渉高さデータの精度は低くなり、または干渉高さデータの算出が困難となる。一方、測定対象物Sの表面に大きな傾斜角度の領域が存在する場合であっても、共焦点高さデータの精度はほとんど低下しない。
図7は、測定対象物Sの表面の反射率に基づく測定方式の判定方法を説明するための図である。図7(a)は、本例における測定対象物Sの構成を示す模式的平面図である。図7(a)に示すように、測定対象物Sは、矩形状の部材R2の略中央に矩形状の部材R1が埋め込まれた構成を有する。部材R1は例えば金属であり、部材R2は例えばゴムである。
図8および図9は、測定方式の判定処理を示すフローチャートである。図8および図9を用いてCPU210による測定方式の判定処理を説明する。CPU210は、i番目(iは1からNまでの自然数)の画素についての傾斜角度θを作業用メモリ230から抽出する(ステップS1)。変数iの初期値は1である。次に、CPU210は、抽出された傾斜角度θが予め設定された傾斜角度しきい値以下であるか否かを判定する(ステップS2)。
図10および図11は、高さ形状測定処理を示すフローチャートである。図10および図11を用いてCPU210による高さ形状測定処理を説明する。CPU210は、測定方式の判定処理においてフラグ“0”が設定された画素を抽出する(ステップS21)。次に、CPU210は、抽出された各画素についての共焦点高さデータを抽出する(ステップS22)。また、CPU210は、抽出された各画素についての干渉高さデータを抽出する(ステップS23)。
本実施の形態においては、1回の測定で共焦点高さデータおよび干渉高さデータが生成されるが、これに限定されない。例えば、第1回の測定において共焦点高さデータが生成され、第2回の測定において干渉高さデータが生成されてもよい。この場合、第1回の測定においては、対物レンズ3として非干渉型対物レンズ3Aが光学経路中に配置され、第2回の測定においては、対物レンズ3として干渉型対物レンズ3Bが光学経路中に配置される。
本実施の形態に係る形状測定装置500においては、形状データの生成の際に、各画素について傾斜角度θが傾斜角度しきい値以下でかつ基準強度が受光強度しきい値以上である場合には、干渉高さデータが用いられる。一方、形状データの生成の際に、各画素について傾斜角度θが傾斜角度しきい値を超える場合または基準強度が受光強度しきい値未満には、共焦点高さデータが用いられる。
第2の実施の形態に係る形状測定装置について、第1の実施の形態に係る形状測定装置500と異なる点を説明する。
図14は、第2の実施の形態に係る形状測定装置の構成を示すブロック図である。図14に示すように、本実施の形態に係る形状測定装置500の測定部100は、単色光源40およびCCD(電荷結合素子)カメラ50をさらに含む。また、測定部100において、図1のミラー5Aがハーフミラー5Bに置き換えられる。
以下、図4および図14を用いて、本実施の形態における干渉方式の高さ形状測定について説明する。なお、本実施の形態における共焦点方式の高さ形状測定は、第1の実施の形態における共焦点方式の高さ形状測定と同様である。
本実施の形態においては、共焦点高さデータおよび干渉高さデータを生成するために、第1の実施の形態の変形例と同様の第1回および第2回の測定が行われる。ここで、第1回の測定において用いられる非干渉型対物レンズ3Aと第2回の測定において用いられる干渉型対物レンズ3Bとには、光軸のずれまたは倍率の誤差があり得る。また、受光素子30の出力信号に基づいて生成される画像データの画素およびCCDカメラ50の出力信号に基づいて生成されるカメラ画像データの画素は異なる。したがって、第1回の測定における画素と第2回の測定における画素とが対応しない可能性がある。
本実施の形態における測定方式の判定処理は、以下の点を除いて、第1の実施の形態における測定方式の判定処理(図8および図9参照)と同様である。
本実施の形態においては、第1回および第2回の測定で共焦点高さデータおよび干渉高さデータが生成されるが、これに限定されない。1回の測定で共焦点高さデータおよび干渉高さデータが生成されてもよい。この場合、対物レンズ3として干渉型対物レンズ3Bが光学経路中に配置される。
本実施に係る形状測定装置500においては、傾斜角度θが傾斜角度しきい値以下でかつ基準強度が受光強度しきい値以上の画素については、位相シフト干渉方式により干渉高さデータを共焦点高さデータよりも高い精度で算出することができる。また、非干渉型対物レンズ3Aを用いることにより、受光素子30により得られる受光強度分布におけるピークの位置を正確に検出することが可能となる。それにより、共焦点高さデータを高い精度で算出することができる。
第3の実施の形態に係る形状測定装置について、第2の実施の形態に係る形状測定装置500と異なる点を説明する。
図16は、第3の実施の形態に係る形状測定装置の構成を示すブロック図である。図16に示すように、本実施の形態に係る形状測定装置500の測定部100は、図14の単色光源40に代えて白色光源70を含む。白色光源70は、例えばタングステンランプまたは高輝度LED(発光ダイオード)である。
以下、図4および図16を用いて、本実施の形態における干渉方式の高さ形状測定について説明する。なお、本実施の形態における共焦点方式の高さ形状測定は、第1および第2の実施の形態における共焦点方式の高さ形状測定と同様である。
第2の実施の形態と同様に、第1回および第2回の測定が行われる前に、図12の画素の対応付け処理が行われる。本実施の形態においては、ステップS41の第1回測定データは、図13のチャートCの画像データである。一方、ステップS42の第2回測定データは、チャートCのカメラ画像データである。
本実施の形態においては、第1回および第2回の測定で共焦点高さデータおよび干渉高さデータが生成されるが、これに限定されない。1回の測定で共焦点高さデータおよび干渉高さデータが生成されてもよい。この場合、対物レンズ3として干渉型対物レンズ3Bが光学経路中に配置される。
本実施に係る形状測定装置500においては、傾斜角度θが傾斜角度しきい値以下でかつ基準強度が受光強度しきい値以上の画素については、白色干渉方式により干渉高さデータを共焦点高さデータよりも高い精度で算出することができる。また、非干渉型対物レンズ3Aを用いることにより、受光素子30により得られる受光強度分布におけるピークの位置を正確に検出することが可能となる。それにより、共焦点高さデータを高い精度で算出することができる。
(1)上記実施の形態において、干渉方式の高さ形状測定により測定可能な画素については、干渉高さデータに基づいて測定対象物Sの表面の高さが測定されるが、これに限定されない。干渉方式の高さ形状測定により測定可能な画素については、干渉高さデータおよび共焦点高さデータに基づいて測定対象物Sの表面の高さが測定されてもよい。この場合において、干渉高さデータの割合が例えば50%に設定され、共焦点高さデータの割合が例えば50%にされてもよい。あるいは、干渉高さデータの割合および共焦点高さデータの割合が使用者により任意に設定されてもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
3A 非干渉型対物レンズ
3B 干渉型対物レンズ
4,5B,6 ハーフミラー
5A ミラー
32 ビームスプリッタ
7 ピンホール部材
10 レーザ光源
20 X−Yスキャン光学系
30 受光素子
33 参照ミラー
40 単色光源
50 CCDカメラ
60 ステージ
61 ステージ操作部
62 ステージ駆動部
63 レンズ駆動部
70 白色光源
100 測定部
200 PC
210 CPU
220 ROM
230 作業用メモリ
240 記憶装置
300 制御部
400 表示部
500 形状測定装置
C チャート
R1,R2 部材
S 測定対象物
Claims (10)
- 測定対象物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、
前記測定対象物の表面の複数の部分に光を照射し、前記複数の部分で反射される光を受光することにより、前記複数の部分について光の照射方向における干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を取得する受光強度分布取得部と、
前記受光強度分布取得部により取得された干渉方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第1のデータをそれぞれ算出可能でかつ前記受光強度分布取得部により取得された共焦点方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第2のデータをそれぞれ算出可能に構成される算出部と、
前記複数の部分の各々について、前記算出部により算出される第1のデータが予め設定された精度を有するか否かを判定し、第1のデータが前記予め設定された精度を有する場合には第1のデータを選択し、第1のデータが前記予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択し、前記複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて前記測定対象物の表面の形状を示す形状データを生成する処理部とを備え、
前記処理部は、前記複数の部分について前記算出部により算出される第1または第2のデータに基づいて、前記複数の部分の各々についての傾斜角度に依存する受光強度分布の変化の程度を取得し、前記取得された変化の程度が予め設定された第1のしきい値よりも高いか否かを判定し、前記取得された変化の程度が前記予め設定された第1のしきい値よりも高い場合に第1のデータが前記予め設定された精度を有しないと判定するように構成される、形状測定装置。 - 前記受光強度分布取得部は、光を発生する光源、受光素子、ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に配置可能な干渉型対物レンズを含み、
前記受光素子により得られる受光強度分布は、干渉方式の受光強度分布成分および共焦点方式の受光強度分布成分の重畳波形を有し、
前記算出部は、前記受光素子により得られる受光強度分布のうち干渉方式の受光強度分布成分に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記受光素子により得られる受光強度分布のうち共焦点方式の受光強度分布成分に基づいて第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、請求項1記載の形状測定装置。 - 前記処理部は、前記複数の部分の各々について、前記受光強度分布取得部により予め定められた条件で取得された受光強度が予め設定された第2のしきい値よりも低いか否かを判定し、前記取得された受光強度が前記第2のしきい値よりも低い場合に第1のデータが前記予め設定された精度を有しないと判定するように構成される、請求項1または2記載の形状測定装置。
- 前記受光強度分布取得部は、光を発生する光源、受光素子、ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に選択的に配置可能な干渉型対物レンズおよび非干渉型対物レンズを含み、
前記算出部は、前記光学経路中に前記干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記光学経路中に前記非干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 測定対象物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、
前記測定対象物の表面の複数の部分に光を照射し、前記複数の部分で反射される光を受光することにより、前記複数の部分について光の照射方向における干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を取得する受光強度分布取得部と、
前記受光強度分布取得部により取得された干渉方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第1のデータをそれぞれ算出可能でかつ前記受光強度分布取得部により取得された共焦点方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第2のデータをそれぞれ算出可能に構成される算出部と、
前記複数の部分の各々について、前記算出部により算出される第1のデータが予め設定された精度を有するか否かを判定し、第1のデータが前記予め設定された精度を有する場合には第1のデータを選択し、第1のデータが前記予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択し、前記複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて前記測定対象物の表面の形状を示す形状データを生成する処理部とを備え、
前記受光強度分布取得部は、光を発生する光源、受光素子、ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に配置可能な干渉型対物レンズを含み、
前記受光素子により得られる受光強度分布は、干渉方式の受光強度分布成分および共焦点方式の受光強度分布成分の重畳波形を有し、
前記算出部は、前記受光素子により得られる受光強度分布のうち干渉方式の受光強度分布成分に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記受光素子により得られる受光強度分布のうち共焦点方式の受光強度分布成分に基づいて第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、形状測定装置。 - 前記受光強度分布取得部は、単一波長の光を発生する第1の光源、単一波長の光を発生する第2の光源、第1の受光素子、第2の受光素子ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に選択的に配置可能な干渉型対物レンズおよび非干渉型対物レンズを含み、前記第1の光源により発生された光が前記光学経路を通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第1の受光素子に導かれ、前記第2の光源により発生された光が前記光学経路を通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第2の受光素子に導かれるように構成され、
前記算出部は、前記光学経路中に前記干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記第1の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記光学経路中に前記非干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記第2の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 測定対象物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、
前記測定対象物の表面の複数の部分に光を照射し、前記複数の部分で反射される光を受光することにより、前記複数の部分について光の照射方向における干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を取得する受光強度分布取得部と、
前記受光強度分布取得部により取得された干渉方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第1のデータをそれぞれ算出可能でかつ前記受光強度分布取得部により取得された共焦点方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第2のデータをそれぞれ算出可能に構成される算出部と、
前記複数の部分の各々について、前記算出部により算出される第1のデータが予め設定された精度を有するか否かを判定し、第1のデータが前記予め設定された精度を有する場合には第1のデータを選択し、第1のデータが前記予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択し、前記複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて前記測定対象物の表面の形状を示す形状データを生成する処理部とを備え、
前記受光強度分布取得部は、単一波長の光を発生する第1の光源、単一波長の光を発生する第2の光源、第1の受光素子、第2の受光素子ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に配置可能な干渉型対物レンズを含み、前記第1の光源により発生された光が前記干渉型対物レンズを通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第1の受光素子に導かれ、前記第2の光源により発生された光が前記干渉型対物レンズを通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第2の受光素子に導かれ、前記第1の受光素子により干渉方式の受光強度分布が得られ、前記第2の受光素子により干渉方式の受光強度分布成分および共焦点方式の受光強度分布成分の重畳波形を有する受光強度分布が得られるように構成され、
前記算出部は、前記第1の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記第2の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、形状測定装置。 - 前記受光強度分布取得部は、白色光を発生する第1の光源、単一波長の光を発生する第2の光源、第1の受光素子、第2の受光素子ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に選択的に配置可能な干渉型対物レンズおよび非干渉型対物レンズを含み、前記第1の光源により発生された光が前記光学経路を通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第1の受光素子に導かれ、前記第2の光源により発生された光が前記光学経路を通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第2の受光素子に導かれるように構成され、
前記算出部は、前記光学経路中に前記干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記第1の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記光学経路中に前記非干渉型対物レンズが配置されている場合に、前記第2の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 測定対象物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、
前記測定対象物の表面の複数の部分に光を照射し、前記複数の部分で反射される光を受光することにより、前記複数の部分について光の照射方向における干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を取得する受光強度分布取得部と、
前記受光強度分布取得部により取得された干渉方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第1のデータをそれぞれ算出可能でかつ前記受光強度分布取得部により取得された共焦点方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第2のデータをそれぞれ算出可能に構成される算出部と、
前記複数の部分の各々について、前記算出部により算出される第1のデータが予め設定された精度を有するか否かを判定し、第1のデータが前記予め設定された精度を有する場合には第1のデータを選択し、第1のデータが前記予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択し、前記複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて前記測定対象物の表面の形状を示す形状データを生成する処理部とを備え、
前記受光強度分布取得部は、白色光を発生する第1の光源、単一波長の光を発生する第2の光源、第1の受光素子、第2の受光素子ならびに測定対象物に照射される光および測定対象物からの反射光が通過する光学経路を含むとともに、前記光学経路中に配置可能な干渉型対物レンズを含み、前記第1の光源により発生された光が前記干渉型対物レンズを通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第1の受光素子に導かれ、前記第2の光源により発生された光が前記干渉型対物レンズを通して前記測定対象物に照射されるとともに前記測定対象物からの反射光が前記第2の受光素子に導かれ、第1の受光素子により干渉方式の受光強度分布が得られ、第2の受光素子により干渉方式の受光強度分布成分および共焦点方式の受光強度分布成分の重畳波形を有する受光強度分布が得られるように構成され、
前記算出部は、前記第1の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第1のデータをそれぞれ算出し、前記第2の受光素子により得られた受光強度分布に基づいて前記複数の部分について第2のデータをそれぞれ算出するように構成される、形状測定装置。 - 測定対象物の表面の形状を測定する形状測定方法であって、
前記測定対象物の表面の複数の部分に光を照射し、前記複数の部分で反射される光を受光することにより、前記複数の部分について光の照射方向における干渉方式の受光強度分布および共焦点方式の受光強度分布を取得するステップと、
前記取得された干渉方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第1のデータをそれぞれ算出するステップと、
前記取得された共焦点方式の受光強度分布に基づいて前記複数の部分について前記光の照射方向における位置を示す第2のデータをそれぞれ算出するステップと、
前記複数の部分の各々について、算出される第1のデータが予め設定された精度を有するか否かを判定するステップと、
第1のデータが前記予め設定された精度を有する場合には第1のデータを選択し、第1のデータが前記予め設定された精度を有しない場合には第2のデータを選択するステップと、
前記複数の部分について選択された第1または第2のデータを用いて前記測定対象物の表面の形状を示す形状データを生成するステップとを備え、
前記判定するステップは、前記複数の部分について算出される第1または第2のデータに基づいて、前記複数の部分の各々についての傾斜角度に対応する受光強度分布の変化の程度を取得し、前記取得された変化の程度が予め設定された第1のしきい値よりも高いか否かを判定し、前記取得された変化の程度が前記予め設定された第1のしきい値よりも高い場合に第1のデータが前記予め設定された精度を有しないと判定することを含む、形状測定方法。
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