(57)【要約】      （修正有）【課題】コストを抑制して被測定物の形状を測定可能な白色干渉を利用した測定装置を提供する。【解決手段】撮像部と、参照ミラー１１０と、分割部と、サンプル角度制御部１１６と、撮影制御部とを備え、撮影した干渉縞からサンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、サンプル角度制御部は、参照光の光束方向に対して参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得可能な角度まで、測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角が垂直ではないようにサンプル平面を傾け、サンプル平面がなす角が垂直でないように傾けた後に、撮影制御部は、撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として撮像部で撮影するように制御する。【選択図】図２
2020197444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、
前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、
前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、
前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、
前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、
前記サンプル角度制御部は、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得可能な角度まで、前記測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル平面を傾け、
前記サンプル平面がなす角が垂直でないように傾けた後に、前記撮影制御部は、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するように制御することを特徴とする干渉装置。
【請求項２】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、
前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、
前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と
前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、
前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、
前記ミラー角度制御部は、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得できる角度まで、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラー平面が垂直ではないように前記参照ミラー平面を傾け、
前記参照ミラー平面が垂直でないように傾けた後に、前記撮影制御部は、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するよう制御することを特徴とする干渉装置。
【請求項３】
前記サンプルは、前記サンプル平面に高さが異なる複数の段差を有するサンプル、又は、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の干渉装置。
【請求項４】
前記高さが異なる複数平面の差は、前記サンプル平面の高さが異なる複数の段差量、又は、複数の板状ガラスの間隙による空間ギャップ量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項５】
前記撮像部で撮影した領域内の異なる箇所で高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが取得可能であるか否かを判定する判定部を更に有し、
前記判定部により前記複数のインターフェログラムが取得可能でないと判定された場合、前記サンプルを前記測定光の光束方向であるＺ方向に移動させて、前記複数のインターフェログラムが取得可能であると判定される位置で停止させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項６】
前記サンプルが、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルの場合、板状ガラスの厚み分を補正するガラスを、前記参照ミラーと前記分割部との間に配置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項７】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置の制御方法であって、
前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得可能な角度まで、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル角度制御部がサンプル平面を傾けるステップと、
前記サンプル平面がなす角が垂直でないように傾けた後に、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するように前記撮影制御部が制御するステップと、を有することを特徴とする干渉装置の制御方法。
【請求項８】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置の制御方法であって、
前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得できる角度まで、前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面が垂直ではないように前記ミラー角度制御部が参照ミラー平面を傾けるステップと、
前記参照ミラー平面が垂直でないように傾けた後に、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するように前記撮影制御部が制御するステップと、を有することを特徴とする干渉装置の制御方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の干渉装置の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色干渉を利用して被測定物を測定する干渉装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＳＩ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）と呼ばれる垂直走査低コヒーレンス干渉法により、被測定物の形状をサブμｍのオーダーで高精度に測定する干渉装置が知られている。しかしながら、白色干渉の高さのインターフェログラムを検出するには、高価なピエゾ素子等を用いて走査する必要があるため、コストが高くなる。一方、特許文献１および特許文献２には、非走査で白色干渉測定を行うことが可能な干渉装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１０５５０８公報
【特許文献２】米国特許出願公開２００７／００８６０１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている干渉装置では、高価な光学素子（ウオーラストンプリズムや高性能な分光光学系）が必要となるため、干渉装置のコストを低減することが難しい。また、特許文献１や特許文献２に開示された干渉装置では、被測定物の膜厚を測定することはできるが、被測定物に含まれる複数の平面の段差や複数のガラスの間隙を測定することはできない。
【０００５】
そこで本発明では、コストを抑制して被測定物の形状を測定可能な白色干渉を利用した干渉装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての干渉装置は、高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部とを備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、前記サンプル角度制御部は、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得可能な角度まで、前記測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル平面を傾け、前記サンプル平面がなす角が垂直でないように傾けた後に、前記撮影制御部は、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するように制御する。
【０００７】
本発明の他の側面としての干渉装置は、高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部とを備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、前記ミラー角度制御部は、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記撮像部で撮影した領域内で高さが異なる平面によるインターフェログラムが取得できる角度まで、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラー平面が垂直ではないように前記参照ミラー平面を傾け、前記参照ミラー平面が垂直でないように傾けた後に、前記撮影制御部は、前記撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として前記撮像部で撮影するよう制御する。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コストを抑制して被測定物の形状を測定可能な白色干渉を利用した干渉装置およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】各実施形態における測定装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態における干渉部の構成図である。
【図３】各実施形態における角度変更部の構成例である。
【図４（ａ）】第１の実施形態における段差を校正可能な平面によるインターフェログラムの撮影方法のフローチャートである。
【図４（ｂ）】第１の実施形態における段差を校正可能な平面によるインターフェログラムの撮影方法のフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における測定方法の説明図である。
【図６】第１の実施形態における平面的なインターフェログラムを示す図である。
【図７】第２の実施形態における干渉部の構成図である。
【図８】第２の実施形態における測定方法の説明図である。
【図９】各実施形態における撮影方法で撮影される生の画像データである。
【図１０（ａ）】第２の実施形態における空間ギャップを校正可能な平面によるインターフェログラムの撮影方法のフローチャートである。
【図１０（ｂ）】第２の実施形態における空間ギャップを校正可能な平面によるインターフェログラムの撮影方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、図１および図２を参照して、第１の実施形態における測定装置（干渉装置）について説明する。図１は、本実施形態における測定装置（白色光干渉装置）１００の構成図である。図２は、本実施形態における干渉部１０７の構成図である。図２（ａ）は参照ミラー１１０と被測定物１１１とがなす角度を９０度に設定した状態、図２（ｂ）は参照ミラー１１０を被測定物１１１に対して９０度とは異なる角度に傾けた状態をそれぞれ示す。測定装置１００は、マイケルソン型の干渉計（顕微鏡）を備えている。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、ミロー型の干渉計等の他の干渉計を備えて測定装置にも適用可能である。
【００１３】
図１に示されるように、光源部１０１は、ハロゲンランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を有し、被測定物１１１を照明する白色光（可干渉性の少ない低コヒーレンス光）ＷＬを出射する。光源部１０１から出射した白色光ＷＬは、開口絞り１０２、レンズ１０３、視野絞り１０４、および、レンズ１０５を通過して、ビームスプリッタ１０６で反射する。ビームスプリッタ１０６で反射した白色光ＷＬは、干渉部１０７に入射する。
【００１４】
測定装置１００は、サンプルステージ１１５とサンプルステージのステージＸＹＺ方向やチルト角度を制御するサンプルステージ制御部１１６を備える。サンプルステージ制御部１１６による指示により、サンプルステージ１１５をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、チルト角度にそれぞれ独立して移動することができる。制御部（撮影制御部）１１７は、サンプルステージ制御部１１６を制御するとともに、撮像部１１３による撮影を制御する。
【００１５】
図２（ａ）に示されるように、干渉部１０７は、干渉対物レンズ１０８、プリズム（ハーフミラー）１０９、および、参照ミラー１１０を有する。干渉部１０７に入射した白色光ＷＬは、干渉対物レンズ１０８を通過し、プリズム１０９に入射する。プリズムは、白色光ＷＬを物体光（又は測定光とも言う）ＯＬと参照光ＲＬとに分割する分割部である。プリズム１０９からの物体光ＯＬは被測定物１１１に照射され、プリズム１０９からの参照光ＲＬは参照ミラー１１０に照射される。またプリズム１０９は、被測定物１１１で反射した物体光ＯＬと参照ミラー１１０で反射した参照光ＲＬとを干渉させて干渉光ＩＬを生成する。
【００１６】
図２（ａ）では、被測定物１１１はサンプルステージ１１５の上に載置されており、被測定物１１１の平面と物体光ＯＬの光束の進行方向とがなす角が垂直になるように、サンプルステージ１１５のチルト角度が０°になっている。また、参照ミラー１１０の平面と参照光ＲＬの光束がなす角が垂直になるように、参照ミラー１１０のチルト角度が０°になっている。
【００１７】
図１に示されるように、干渉光ＩＬは、干渉対物レンズ１０８を通過してビームスプリッタ１０６を透過する。ビームスプリッタ１０６を透過した干渉光ＩＬは、チューブレンズ１１２を通過し、撮像部１１３に入射する。撮像部１１３は、ＣＣＤ等の光電変換素子を有し、干渉光ＩＬの像を光電変換して画像データを取得する。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示されるように、測定装置１００は、参照ミラー１１０の平面と参照光ＲＬの光束の進行方向がなす角の間の相対的な角度（傾斜角）を変更（調整または補正）する参照ミラーチルト角度変更部１１４を有する。参照ミラーチルト角度変更部１１４は、制御部１１７に従って、参照光ＲＬの光束の進行方向に対する参照ミラー１１０の平面の角度を変更することにより、参照光ＲＬの光束の入射角を変更することができる。
【００１９】
図２（ｂ）では、被測定物１１１はサンプルステージ１１５の上に載置されており、被測定物１１１の平面と物体光ＯＬの光束の進行方向（光束方向）とがなす角が垂直になるように、サンプルステージ１１５のチルト角度が０°になっている。また、参照ミラー１１０の平面と参照光ＲＬの光束がなす角が斜め（チルト状態）になるように、参照ミラー１１０のチルト角度が約４°程度になっている。
【００２０】
このように制御部（撮影制御部）１１７は、参照ミラーチルト角度変更部１１４を用いて参照ミラー１１０の平面と参照光ＲＬの光束がなす角の相対的な角度を変更しながら、撮像部１１３の撮影領域に、干渉縞が映った画像データを順次撮影して、干渉縞が映った画像データから被測定物１１１の平面によって出現するインターフェログラムの像を取得することができる。
【００２１】
更に、図２（ｃ）に示されるように、測定装置１００は、被測定物１１１の平面と物体光ＯＬの光束の進行方向（光束方向）とがなす角の相対的な角度（傾斜角）を変更（調整または補正）するサンプルステージ制御部１１６を有する。サンプルステージ制御部１１６は、物体光ＯＬの光束の進行方向に対する被測定物１１１の平面の角度を変更することにより、物体光ＯＬの光束の入射角を変更することができる。
【００２２】
図２（ｃ）では、被測定物１１１はサンプルステージ１１５の上に載置されており、被測定物１１１の平面と物体光ＯＬの光束の進行方向とがなす角が斜め（チルト状態）になるように、サンプルステージ１１５のチルト角度が約４°になっている。また、参照ミラー１１０の平面と参照光ＲＬの光束がなす角が垂直になるように、参照ミラー１１０のチルト角度が０°程度になっている。このように、撮像部１１３で、被測定物１１１の平面と物体光ＯＬの光束がなす角の相対的な角度を変更しながら、撮像部１１３の撮影領域に、干渉縞が映った画像データを順次撮影して、干渉縞が映った画像データから被測定物１１１の平面によって出現するインターフェログラムの像を取得することができる。
【００２３】
Ｚ方向に出願する高さ方向の強度データ（インターフェログラム）を得るために、干渉部１０７のＺ方向を移動させるスキャナには、ピエゾ素子等の高価な素子を有するため、ピエゾ素子等の高価な素子を設けると、測定装置のコストを低減することが難しい。一方、本実施形態の構成によれば、高価なピエゾ素子等の高価な素子を不要として、被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データの撮影することができるため、測定装置１００のコストを、ピエゾ素子等の高価な素子を設けずに、低減することができる。
【００２４】
次に、図３を参照して、参照ミラーチルト角度変更部１１４の具体的な構成例について説明する。図３は参照ミラーチルト角度変更部１１４の構成例であり、図３（ａ）は第１の参照ミラーチルト角度変更部１１４ａ、図３（ｂ）は第２の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｂ、図３（ｃ）は第３の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｃをそれぞれ示す。図３（ａ）に示されるように、第１の参照ミラーチルト角度変更部１１４ａは、回転軸１７１の周りに参照ミラー１１０を回転駆動可能に構成された単軸ロボットを有する。単軸ロボットの回転軸１７１を参照ミラー１１０の傾斜中心に位置させることにより、参照ミラー１１０を傾けることができる。図３（ｂ）に示されるように、第２の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｂは、圧電アクチュエータを有し、光軸ＯＡと平行な方向（矢印方向）に変位を発生させることにより、支点１９０の周りに参照ミラー１１０を回転駆動させることができる。図３（ｃ）に示されるように、第３の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｃは、圧電アクチュエータを有し、光軸ＯＡと直交する方向（矢印方向）に変位を発生させることにより、支点１９０の周りに参照ミラー１１０を回転駆動させることができる。なお本実施形態において、参照ミラーチルト角度変更部１１４は、図３（ａ）〜（ｃ）に示される第１の参照ミラーチルト角度変更部１１４ａ、第２の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｂ、第３の参照ミラーチルト角度変更部１１４ｃに限定されるものではなく、他の構成を有するものであってもよい。
【００２５】
また本実施形態において、サンプルステージ制御部１１６も、参照ミラーチルト角度変更部１１４と同様の構成を有し、サンプルステージ１１５（被測定物１１１）のチルト角度を変更することができる。このように参照ミラーチルト角度変更部１１４またはサンプルステージ制御部１１６は、参照ミラー１１０と被測定物１１１との間の相対的な角度（チルト角度）を変更可能であればよい。また、参照ミラーチルト角度変更部１１４およびサンプルステージ制御部１１６の両方を用いて、参照ミラー１１０と被測定物１１１との間の相対的な角度を変更するように構成してもよい。
【００２６】
次に、図４、図５、および、図９を参照して、本実施形態における、被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データの撮影方法について説明する。図４は、本実施形態における撮影方法のフローチャートである。図５は、本実施形態における撮影された画像データから得られる被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するために必要な平面のインターフェログラムの波形を説明した図である。図９は、本実施形態における撮影方法で撮影される生の画像データである。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）の各ステップは、ユーザが手動にて実行指示を行ってもよく、または、演算処理部（コンピュータ）を含む制御部１１７が所定のプログラムに従って自動で行ってもよい。
【００２７】
図４（ａ）では、被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データの撮影方法として、サンプルステージ１１５のチルト角度の方を傾ける場合を説明する。図５に示されるように、本実施形態の被測定物１１１は、段差Ｓを有する第１の平面２と第２の平面３とを有する。
【００２８】
まず、図４のステップＳ１において、サンプルステージ１１５のＺ方向（光軸方向）を移動させて、被測定物１１１の平面に、干渉光ＩＬの像の焦点を合わせる。
【００２９】
ステップＳ２において、ステージ制御部１１６を用いて、撮像部１１３の撮影領域において干渉縞の強度パターン（平面のインターフェログラム）を取得できるように、サンプルステージ１１５のチルト角度変更を始める（被測定物１１１の平面のチルトスタート）。
【００３０】
ステップＳ３において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００３１】
ステップＳ３において、ＮＯ（取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ２に戻り、サンプルステージ１１５のチルト角度の変更を続ける。一方ＹＥＳ（取得できた）と判断される場合には、ステップＳ４に進む。
【００３２】
ステップＳ４において、サンプルステージ１１５のチルト角度変更を停止する。
【００３３】
ステップＳ５において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において２箇所で、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００３４】
ステップＳ５において、ＮＯ（２箇所で取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ６に進む。一方ＹＥＳ（２箇所で取得できた）と判断される場合には、ステップＳ７に進む。
【００３５】
ステップＳ６において、被測定物１１１の平面上の撮像部１１３の撮影領域が変わるように、ステージ制御部１１６が、サンプルステージ１１５のＺ方向で何れか１方向を所定距離移動してから、ステップＳ５の判定を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ７において、サンプルステージ１１５のＺ方向移動を停止する。
【００３７】
原理上、サンプルステージ１１５のＺ軸を動かし、サンプルステージ１１５をＺ方向の移動させることで、強度パターン（平面のインターフェログラム）の位置が、撮像部１１３の撮影領域においてもＸＹ平面上を動くことになる。
【００３８】
ステップＳ８において、図９のような被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データとして、今撮像部１１３の撮影領域に出現している、２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影する。
【００３９】
ステップＳ８において２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影すると、図５の上図に示されるように、ステージ制御部１１６及びサンプルステージ１１５を用いて被測定物１１１の平面を傾斜（チルト）させることで、物体光ＯＬと参照光ＲＬとが共役である波面（疑似波面４）が、第１の平面２の中央部と第２の平面３の中央部にそれぞれ交差するようになる。これをチルトな状態と呼ぶ。
【００４０】
図５の下図は、チルトな状態で、今撮像部１１３の撮影領域の２箇所に出現している第１の平面２のインターフェログラム６及び、第２の平面３のインターフェログラム７の強度パターンを示している。２箇所に出現している第１の平面２のインターフェログラム６及び、第２の平面３のインターフェログラム７の強度パターンから、第１の平面２と第２の平面３との間の段差Ｓを測定することが出来る。つまり、２箇所に出現しているインターフェログラムの像のピーク位置の間隔８を用いて、第１の平面２と第２の平面３との間の段差Ｓを相対的に測定することが可能となる。なお、間隔１０は各干渉縞自体の間隔であり、波長λ／２である一定間隔を有する。
【００４１】
撮像部１１３のＣＣＤ等の撮像素子の画素数を使って、間隔８を校正することにより、ＣＣＤ等の撮像素子の画素数の距離が既知の段差Ｓの量を持つ標準サンプルで明らかな場合、被測定物１１１の段差Ｓの量を距離に変換することができる。段差Ｓを有しない被測定物の平面の被測定物に対して、疑似波面４を平行な関係とした場合で、今撮像部１１３の撮影領域を撮像部１１３で１枚撮影した場合、強度パターン（平面のインターフェログラム）は出現しない。これをワンカラーな状態と呼ぶ。また、段差Ｓを有する被測定物の平面の被測定物に対して疑似波面４を平行な関係とした場合で、今撮像部１１３の撮影領域を撮像部１１３で１枚撮影した場合、強度パターン（平面のインターフェログラム）は出現しない。これもワンカラーな状態と呼ぶ。
【００４２】
本実施形態では、段差Ｓを有する被測定物の平面の被測定物に対して疑似波面４をチルトな状態にして被測定物１１１の第１の平面２および第２の平面３それぞれによる強度パターン（平面のインターフェログラム）を出現させている。
【００４３】
また、平面的なインターフェログラム６、７の各干渉縞の間隔１０は、光源部１０１の種類、検出光学系の透過率、撮像部１１３の光電変換効率、および、被測定物１１１の反射率の全ての項目の分光特性の積（すなわち、最終的な分光特性）の分布の重心の波長の半分の値に相当する。間隔８を校正することで、段差Ｓが実際の物量の単位、例えば数μｍ程度での測定が可能となる。
【００４４】
図４（ｂ）では、被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データの撮影方法として、参照ミラー１１０のチルト角度の方を傾ける場合を説明する。
【００４５】
まず、図４のステップＳ１０において、サンプルステージ１１５のＺ方向（光軸方向）を移動させて、被測定物１１１の平面に、干渉光ＩＬの像の焦点を合わせる。
【００４６】
ステップＳ２０において、参照ミラーチルト角度変更部１１４を用いて、撮像部１１３の撮影領域において干渉縞の強度パターン（平面のインターフェログラム）を取得できるように、参照ミラー１１０のチルト角度変更を始める（参照ミラー１１０の平面のチルトスタート）。
【００４７】
ステップＳ３０において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００４８】
ステップＳ３０において、ＮＯ（取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ２０に戻り、参照ミラーチルト角度変更部１１４のチルト角度の変更を続ける。一方ＹＥＳ（取得できた）と判断される場合には、ステップＳ４０に進む。
【００４９】
ステップＳ４０において、参照ミラーチルト角度変更部１１４のチルト角度変更を停止する。
【００５０】
ステップＳ５０において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において２箇所で、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００５１】
ステップＳ５０において、ＮＯ（２箇所で取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ６０に進む。一方ＹＥＳ（２箇所で取得できた）と判断される場合には、ステップＳ７０に進む。
【００５２】
ステップＳ６０において、被測定物１１１の平面上の撮像部１１３の撮影領域が変わるように、ステージ制御部１１６が、サンプルステージ１１５のＺ方向で何れか１方向を所定距離移動してから、ステップＳ５の判定を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ７０において、サンプルステージ１１５のＺ方向移動を停止する。
【００５４】
原理上、サンプルステージ１１５のＺ軸を動かし、サンプルステージ１１５をＺ方向の移動させることで、強度パターン（平面のインターフェログラム）の位置が、撮像部１１３の撮影領域においてもＸＹ平面上を動くことになる。
【００５５】
ステップＳ８０において、図９のような被測定物１１１の平面上にある段差Ｓを測定するための画像データとして、今撮像部１１３の撮影領域に出現している、２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影する。
【００５６】
ステップＳ８０において２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影すると、図５の上図に示されるように、参照ミラーチルト角度変更部１１４を用いて参照ミラー１１０の平面を傾斜（チルト）させることで、物体光ＯＬと参照光ＲＬとが共役である波面（疑似波面４）が、第１の平面２の中央部と第２の平面３の中央部にそれぞれ交差するようになる。これをチルトな状態と呼ぶ。
【００５７】
次に、図６を参照して、ステップＳ８又はステップＳ８０で実際に取得した２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）６、７について説明する。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、縦軸は干渉縞の強度であり、横軸は今撮像部１１３の撮影領域にある画素の位置である。図６の場合、段差量がそれぞれ異なる被測定物１１１の段差Ｓは、上から１．８μｍ、４．３μｍ、１０．９μｍにそれぞれ対応している。
【００５８】
チルト角度の目標値は、撮像部１１３の撮影領域の２箇所での平面的なインターフェログラム６、７を取得するために、強度パターンが三本以上の強度パターンを取得できるまで、被測定物１１１の平面又は、参照ミラー１１０の平面傾ければよく、チルト角度の目標値は厳密な値である必要はないが、約４°位のチルト角度であれば、１μｍ〜１０μｍ程度の段差量は測定可能である。尚、チルト角度が多少ずれても、撮像部１１３の撮影領域の２箇所で平面的なインターフェログラム６、７が出現していればよい。
【００５９】
このように本実施形態では、白色干渉の状態をチルトな状態とすることで、高価なピエゾ素子等フォーカススキャナを用いることなく（Ｚ方向の走査することなく）１枚の画像データから被測定物１１１の段差Ｓを測定可能な強度データを取得することができる。このため、測定装置１００を低コストで提供することができる。
【００６０】
なお本実施形態において、平面的なインターフェログラムの縞の間隔を算出する代わりに、段差量の値を保障している標準サンプルを使用してもよい。標準サンプルを使用して、平面的な二つのインターフェログラムの間の間隔を測定し、撮像素子の画素数と標準サンプルの保障されている段差量とで校正を行うことができる。標準サンプルの反射分光特性が被測定物の反射分光特性と同一（すなわち、同じ材料等）でない場合、標準サンプルの反射分光特性と被測定物の反射分光特性から最終的な分光特性を算出して校正が可能となる。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態における測定装置（干渉装置）について説明する。まず、図７を参照して、本実施形態における干渉部１０７ａの構成について説明する。図７は、干渉部１０７ａの構成図である。本実施形態は、二つのガラスを数μｍ程度の間隙（ギャップ）で配置して構成される被測定物における間隙（ギャップ）を測定する場合について説明する。なお本実施形態において、測定装置の基本構成は、図１を参照して第１の実施形態にて説明した測定装置１００と同様であるため、その説明を省略する。
【００６２】
図７に示されるように、干渉部１０７ａは、干渉対物レンズ１０８、プリズム（ハーフミラー）１０９、および、参照ミラー１１０に加えて、補正ガラス（補償ガラス）１２４および保持部１２５を有する。補正ガラス１２４は、プリズム１０９と参照ミラー１１０との間に配置され、保持部１２５により着脱可能に保持され固定されている。被測定物１１１ａは、第１のガラス１２２および第２のガラス１２３を含む。第１のガラス１２２の下面１３２と第２のガラス１２３の上面１３３との間には間隙（ギャップ）が形成されている。補正ガラス１２４は、第１のガラス１２２と同等の厚みを有する。すなわち補正ガラス１２４は、第１のガラス１２２の厚さや材料に応じて取り替える必要がある。
【００６３】
本実施形態において、第１の実施形態と同様に、角度変更部１１４は、被測定物１１１ａに対する参照ミラー１１０の角度を変更する（傾斜させる）ことが可能である。このとき、補正ガラス１２４は、参照ミラー１１０に合わせて傾斜させてもよく、または、固定したままでもよい。なお本実施形態において、角度変更部１１４は、参照ミラー１１０に代えて、被測定物１１１ａの角度を変更する（傾斜させる）ように構成してもよい。このとき、本実施形態では被測定物１１１ａを構成する第１のガラス１２２と第２のガラス１２３との間の間隙を測定するため、第１のガラス１２２と第２のガラス１２３の両方の角度を同時に変更する必要がある。
【００６４】
このように本実施形態では、参照光側に補正ガラス１２４を設け、補正ガラス１２４の厚さおよび材料を第１のガラス１２２と同じにすることで、物体光ＯＬと参照光ＲＬとの幾何光学的光路長および物理光学的光路長の両方を一致させる。これにより、コントラストが高く第１のガラス１２２の下面１３２と第２のガラス１２３の上面１３３との中間位置にピントの合った平面的なインターフェログラムを得ることができる。
【００６５】
次に、図８を参照して、本実施形態における測定方法について説明する。図８は、本実施形態における測定方法の説明図である。図８に示されるように、本実施形態の被測定物１１１ａは、第１のガラス１２２と第２のガラス１２３とからなり、本実施形態の測定装置１００は、第１のガラス１２２の下面１３２と第２のガラス１２３の上面１３３との間の間隙（ギャップＧ）を測定する。本実施形態では、角度変更部１１４を用いて参照ミラー１１０を傾斜（チルト）させることにより、第１のガラス１２２の下面１３２と第２のガラス１２３の上面１３３の中央部と交差するように、参照光ＲＬと共役な波面、すなわち疑似波面１２５をチルト状態とする。このとき、撮像部１１３の表示部（不図示）には、第１のガラス１２２の下面１３２に関する平面的なインターフェログラム４２と第２のガラス１２３の上面１３３に関する平面的なインターフェログラム４３とが表示される。図８の下部は、チルト状態でのインターフェログラム４２、４３の強度分布を示している。撮像部１１３は、第１のガラス１２２の下面１３２と第２のガラス１２３の上面１３３との間の間隙（ギャップＧ）を測定するために画像データ（インターフェログラム４２、４３）を取得する。また、二つのインターフェログラムの像の間隔、すなわちインターフェログラム４２とインターフェログラム４３との間隔２６は、インターフェログラム４２のピーク値とインターフェログラム４３のピーク値との間隔に相当する。
【００６６】
本実施形態では、二つのガラス（第１のガラス１２２、第２のガラス１２３）を数μｍ程度の間隙（ギャップＧ）で配置した場合におけるその間隙（ギャップＧ）を測定する。本実施形態では、間隙（ギャップＧ）を形成する二面の光学深度をカバーする検出光学系とし被測定面は光学深度外とすることで、大きくぼけたバイアス的な量となるが、ＦＤＡ等のフーリエ変換を使用した方法で処理することで、バイアス的なＤＣ成分を削除することができ、被測定面の影響を受けずに間隙（ギャップＧ）を高精度に測定することが可能となる。
【００６７】
このように各実施形態において、測定装置１００は、白色干渉を利用して被測定物の複数平面間の段差、あるいは複数ガラス間の間隙を測定する測定装置であって、被測定物の複数平面、あるいは複数ガラス間の間隙の像と重なるように、複数の白色干渉の平面的なインターフェログラムを形成した画像を取得する。好ましくは、測定装置１００は、複数の白色干渉の平面的なインターフェログラムの間隔に従って、複数平面間の段差、あるいは複数ガラス間の間隙を測定する（測定装置１００とは別に測定してもよく、また、ユーザが手動で行っても装置が自動的に行ってもよい。また好ましくは、測定装置１００は、平面的なインターフェログラムの中心位置を被測定物の２つ以上の平面の中心と一致するように、白色干渉の参照波面を目標値として傾ける。また好ましくは、測定装置１００は、二つの平面的なインターフェログラムの間の距離を、検出に使用する光源、検出光学系の透過率、撮像素子の光電変換効率、および、被測定物の反射率の分光特性の積の分布の重心の波長の半分の値を、平面的なインターフェログラムの縞の間隔とすることで校正する。
【００６８】
図９は、ステップＳ８又はステップＳ８０で撮影される生画像データであり、撮像部の撮影領域内の２箇所に強度パターンが出現しているものである。
【００６９】
次に、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、および、図８を参照して、本実施形態における、被測定物１１１ａを構成する第１のガラス１２２と第２のガラス１２３との間の間隙にある空間ギャップＧを測定するための画像データの撮影方法について説明する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本実施形態における撮影方法のフローチャートである。図８は、本実施形態における撮影された画像データから得られる空間ギャップＧを測定するために必要な平面のインターフェログラムの波形を説明した図である。なお、図１０（ａ）および図１０（ｂ）の各ステップは、ユーザが手動にて実行指示を行ってもよく、または、演算処理部（コンピュータ）を含む制御部１１７が所定のプログラムに従って自動で行ってもよい。
【００７０】
図１０（ａ）では、空間ギャップＧを測定するための画像データの撮影方法として、サンプルステージ１１５のチルト角度の方を傾ける場合を説明する。
【００７１】
図８に示されるように、本実施形態の被測定物１１１ａは、第１のガラス１２２と第２のガラス１２３との間の間隙にある空間ギャップＧを有する。
【００７２】
まず、図１０のステップＳ１において、サンプルステージ１１５のＺ方向（光軸方向）を移動させて、被測定物１１１ａの平面に、干渉光ＩＬの像の焦点を合わせる。
【００７３】
ステップＳ２において、ステージ制御部１１６を用いて、撮像部１１３の撮影領域において干渉縞の強度パターン（平面のインターフェログラム）を取得できるように、サンプルステージ１１５のチルト角度変更を始める（被測定物１１１ａの平面のチルトスタート）。
【００７４】
ステップＳ３において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００７５】
ステップＳ３において、ＮＯ（取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ２に戻り、サンプルステージ１１５のチルト角度の変更を続ける。一方ＹＥＳ（取得できた）と判断される場合には、ステップＳ４に進む。
【００７６】
ステップＳ４において、サンプルステージ１１５のチルト角度変更を停止する。
【００７７】
ステップＳ５において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において２箇所で、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００７８】
ステップＳ５において、ＮＯ（２箇所で取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ６に進む。一方ＹＥＳ（２箇所で取得できた）と判断される場合には、ステップＳ７に進む。
【００７９】
ステップＳ６において、被測定物１１１ａの平面上の高さが変わるように、ステージ制御部１１６が、サンプルステージ１１５のＺ方向の上下方向を所定距離移動してから、ステップＳ５の判定を繰り返す。
【００８０】
ステップＳ７において、サンプルステージ１１５のＺ方向移動を停止する。
【００８１】
ステップＳ８において、図９のような空間ギャップＧを測定するための画像データとして、今撮像部１１３の撮影領域に出現している、２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影する。
【００８２】
ステップＳ８において２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影すると、図８の上図に示されるように、ステージ制御部１１６及びサンプルステージ１１５を用いて被測定物１１１ａの平面を傾斜（チルト）させることで、物体光ＯＬと参照光ＲＬとが共役である波面（疑似波面４）が、第１のガラス１２２の下面部と第２のガラス１２３の上面部にそれぞれ交差するようになる。これをチルトな状態と呼ぶ。
【００８３】
図５の下図は、チルトな状態で、今撮像部１１３の撮影領域の２箇所に出現している第１のガラス１２２の下面部のインターフェログラム４２及び、第２のガラス１２３の上面部のインターフェログラム４３の強度パターンを示している。
【００８４】
２箇所に出現しているインターフェログラム４２及び、インターフェログラム４３の強度パターンとの間隔２６から、下面部１３２と上面部１３３との間の空間ギャップＧを測定することが出来る。つまり、２箇所に出現しているインターフェログラムの像のピーク位置の間隔２６を用いて、下面部１３２と上面部１３３との間の空間ギャップＧを相対的に測定することが可能となる。
【００８５】
図１０（ｂ）では、空間ギャップＧを測定するための画像データの撮影方法として、参照ミラー１１０のチルト角度の方を傾ける場合を説明する。
【００８６】
まず、図１０のステップＳ１０において、サンプルステージ１１５のＺ方向（光軸方向）を移動させて、被測定物１１１ａの平面に、干渉光ＩＬの像の焦点を合わせる。
【００８７】
ステップＳ２０において、参照ミラーチルト角度変更部１１４を用いて、撮像部１１３の撮影領域において干渉縞の強度パターン（平面のインターフェログラム）を取得できるように、参照ミラー１１０のチルト角度変更を始める（参照ミラー１１０の平面のチルトスタート）。
【００８８】
ステップＳ３０において、撮像部１１３の撮影領域において、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する（判定部）。
【００８９】
ステップＳ３０において、ＮＯ（取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ２０に戻り、参照ミラーチルト角度変更部１１４のチルト角度の変更を続ける。一方ＹＥＳ（取得できた）と判断される場合には、ステップＳ４０に進む。
【００９０】
ステップＳ４０において、参照ミラーチルト角度変更部１１４のチルト角度変更を停止する。
【００９１】
ステップＳ５０において、制御部（判定部）１１７は、撮像部１１３の撮影領域において２箇所で、所定条件の強度パターン（平面のインターフェログラム）が取得できたか否かを判定する。
【００９２】
ステップＳ５０において、ＮＯ（２箇所で取得できていない）と判断される場合には、ステップＳ６０に進む。一方ＹＥＳ（２箇所で取得できた）と判断される場合には、ステップＳ７０に進む。
【００９３】
ステップＳ６０において、被測定物１１１ａの平面上の高さが変わるように、ステージ制御部１１６が、サンプルステージ１１５のＺ方向の上下方向を所定距離移動してから、ステップＳ５の判定を繰り返す。
【００９４】
ステップＳ７０において、サンプルステージ１１５のＺ方向移動を停止する。
【００９５】
ステップＳ８０において、図９のような空間ギャップＧを測定するための画像データとして、今撮像部１１３の撮影領域に出現している、２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影する。
【００９６】
ステップＳ８０において２箇所の強度パターン（平面のインターフェログラム）である干渉縞を撮像部１１３で１枚撮影すると、図５の上図に示されるように、参照ミラーチルト角度変更部１１４を用いて参照ミラー１１０の平面を傾斜（チルト）させることで、物体光ＯＬと参照光ＲＬとが共役である波面（疑似波面４）が、第１のガラス１２２の下面部と第２のガラス１２３の上面部にそれぞれ交差するようになる。これをチルトな状態と呼ぶ。
【００９７】
このように各実施形態において、干渉装置（測定装置１００）は、撮像部１１３、参照ミラー１１０、分割部１１９、サンプル角度制御部（サンプルステージ制御部１１６）またはミラー角度制御部（参照ミラーチルト角度変更部１１４）の少なくとも一つ、および、撮影制御部（制御部１１７）を有する。撮像部は、高さが異なる複数平面を含むサンプル（１１１、１１１ａ）の所定の領域において、白色光（ＷＬ）とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する。参照ミラーは、干渉縞を生成する。分割部は、サンプル平面に進む測定光（ＯＬ）と参照ミラーに進む参照光（ＲＬ）に、白色光の光束方向を分割する。サンプル角度制御部は、測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角を傾ける。ミラー角度制御部は、参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾ける。撮影制御部は、撮像部による撮影を制御する。このような構成により、干渉装置は、撮影した干渉縞からサンプル平面によるインターフェログラム（図５、図８）を取得する。
【００９８】
サンプル角度制御部は、参照光の光束方向に対して参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で（図２（ｃ））、撮像部で撮影した領域内の異なる箇所で高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが取得可能な角度まで、測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角が垂直ではないようにサンプル平面を傾ける（Ｓ２〜Ｓ７）。サンプル平面がなす角が垂直でないように傾けた後に、撮影制御部は、撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として撮像部で撮影するように制御する（Ｓ８）。
【００９９】
ミラー角度制御部は、測定光の光束方向に対してサンプル平面がなす角が垂直である状態で（図２（ｂ））、撮像部で撮影した領域内の異なる箇所で高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが取得できる角度まで、参照光の光束方向に対して参照ミラー平面が垂直ではないように参照ミラー平面を傾ける（Ｓ２０〜Ｓ７０）。参照ミラー平面が垂直でないように傾けた後に、撮影制御部は、撮影領域内の異なる箇所に出現する高さが異なる複数平面による干渉縞を、高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像として撮像部で撮影するよう制御する（Ｓ８０）。
【０１００】
好ましくは、サンプルは、サンプル平面に高さが異なる複数の段差を有するサンプル（第１の実施形態）、又は、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルである。また好ましくは、高さが異なる複数平面の差は、サンプル平面の高さが異なる複数の段差量、又は、複数の板状ガラスの間隙による空間ギャップ量である。また好ましくは、干渉装置は、撮像部で撮影した領域内の異なる箇所で高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが取得可能であるか否かを判定する判定部（制御部１１７：Ｓ５）を有する。判定部により複数のインターフェログラムが取得可能でないと判定された場合、サンプルを測定光の光束方向であるＺ方向に移動させて、複数のインターフェログラムが取得可能であると判定される位置で停止させる（Ｓ６〜Ｓ７）。また好ましくは、サンプルが、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルの場合、板状ガラスの厚み分を補正するガラス（補正ガラス１２４）を、参照ミラーと分割部との間に配置する。
【０１０１】
各実施形態によれば、コストを抑制して被測定物の形状（段差や間隙（ギャップ））を測定可能な干渉装置およびその制御方法を提供することができる。
【０１０２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  測定装置（干渉装置）
１１０  参照ミラー
１１３  撮像部
１１４  参照ミラーチルト角度変更部（ミラー角度制御部）
１１６  サンプルステージ制御部（サンプル角度制御部）
１１７  制御部（撮影制御部）
１１９  分割部
【図１】
2020197444.tif 000003
【図２】
2020197444.tif 000004
【図３】
2020197444.tif 000005
【図４（ａ）】
2020197444.tif 000006
【図４（ｂ）】
2020197444.tif 000007
【図５】
2020197444.tif 000008
【図６】
2020197444.tif 000009
【図７】
2020197444.tif 000010
【図８】
2020197444.tif 000011
【図９】
2020197444.tif 000012
【図１０（ａ）】
2020197444.tif 000013
【図１０（ｂ）】
2020197444.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、
前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、
前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、
前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、
前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、
前記サンプル角度制御部は、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル平面を傾ける動作を行うように制御し、
前記サンプル角度制御部により前記サンプル平面がなす角が垂直でないように前記サンプル平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御することを特徴とする干渉装置。
【請求項２】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、
前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、
前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と
前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、
前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、
前記ミラー角度制御部は、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラー平面がなす角が垂直ではないように前記参照ミラー平面を傾ける動作を行うように制御し、
前記ミラー角度制御部により前記参照ミラー平面がなす角が垂直でないように前記参照ミラー平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御することを特徴とする干渉装置。
【請求項３】
前記サンプルは、前記サンプル平面に高さが異なる複数の段差を有するサンプル、又は、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の干渉装置。
【請求項４】
前記高さが異なる複数平面の差は、前記サンプル平面の高さが異なる複数の段差量、又は、複数の板状ガラスの間隙による空間ギャップ量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項５】
前記高さが異なる複数平面による前記複数のインターフェログラムが前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得可能であるか否かを判定する判定部を更に有し、
前記判定部により前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得可能でないと判定された場合、前記サンプルを前記測定光の光束方向であるＺ方向に移動させて、前記複数のインターフェログラムが取得可能であると判定される位置で停止させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項６】
前記サンプルが、所定厚みを持つ複数の板状ガラスが重なって配置された、複数の板状ガラスの間隙に空間ギャップを有するサンプルの場合、板状ガラスの厚み分を補正するガラスを、前記参照ミラーと前記分割部との間に配置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の干渉装置。
【請求項７】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置の制御方法であって、
前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル角度制御部が前記サンプル平面を傾ける動作を行うように制御するステップと、
前記サンプル角度制御部により前記サンプル平面がなす角が垂直でないように前記サンプル平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御するステップと、を有することを特徴とする干渉装置の制御方法。
【請求項８】
高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部と、を備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置の制御方法であって、
前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラー平面がなす角が垂直ではないように前記ミラー角度制御部が前記参照ミラー平面を傾ける動作を行うように制御するステップと、
前記ミラー角度制御部により前記参照ミラー平面がなす角が垂直でないように前記参照ミラー平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御するステップと、を有することを特徴とする干渉装置の制御方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の干渉装置の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一側面としての干渉装置は、高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角を傾けるサンプル角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部とを備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、前記サンプル角度制御部は、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラーの平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直ではないように前記サンプル平面を傾ける動作を行うように制御し、前記サンプル角度制御部により前記サンプル平面がなす角が垂直でないように前記サンプル平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の側面としての干渉装置は、高さが異なる複数平面を含むサンプルの所定の領域において、白色光とサンプル平面の干渉による干渉縞を撮影する撮像部と、前記干渉縞を生成するための参照ミラーと、前記サンプル平面に進む測定光と前記参照ミラーに進む参照光に、前記白色光の光束方向を分割する分割部と前記参照光の光束方向に対して参照ミラー平面がなす角を傾けるミラー角度制御部と、前記撮像部による撮影を制御する撮影制御部とを備え、前記撮影した干渉縞から前記サンプル平面によるインターフェログラムを取得する干渉装置であって、前記ミラー角度制御部は、前記測定光の光束方向に対して前記サンプル平面がなす角が垂直である状態で、前記高さが異なる複数平面による複数のインターフェログラムが前記撮像部の撮影領域の複数箇所で取得可能になる角度まで、前記参照光の光束方向に対して前記参照ミラー平面がなす角が垂直ではないように前記参照ミラー平面を傾ける動作を行うように制御し、前記ミラー角度制御部により前記参照ミラー平面がなす角が垂直でないように前記参照ミラー平面が傾けられた後に、前記参照ミラーの位置を移動させるピエゾ素子を用いることなく前記撮像部の前記撮影領域の複数箇所で取得された前記複数のインターフェログラムの間隔を用いて前記高さが異なる複数平面の差を測定可能な画像を撮影するように前記撮影制御部が制御する。