(57)【要約】【課題】本発明は、高精度で、広い測定レンジを持ち、さらに、従来よりも短い測定時間で物体表面の高さ形状を測定できるようにする新たな技術の提供を目的とする。【解決手段】２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する。そして、垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出するとともに、検出した垂直走査位置で得た干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出して、それらの検出結果に基づいて物体表面の各位置の高さを算出する。【選択図】図１
2006250853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定方法であって、
２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する過程と、
上記垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する過程と、
上記検出した垂直走査位置で得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する過程と、
上記検出したおおよその高さと、上記検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する過程とを備えることを、
特徴とする物体表面形状測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の物体表面形状測定方法において、
上記算出する過程では、２波長位相シフト干渉法の測定レンジに合わせた一定間隔でもって、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を垂直走査させることを、
特徴とする物体表面形状測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の物体表面形状測定方法において、
上記おおよその高さを検出する過程では、２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、２つの波長のいずれか一方又は双方の波長について干渉のコントラストを算出して、そのコントラストが最も高くなる垂直走査位置を検出することで、物体表面の各位置ごとに、おおよその高さを検出することを、
特徴とする物体表面形状測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物体表面形状測定方法において、
上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記干渉画像位相を使い、物体表面上に設定される所定領域の各位置ごとに、縞次数に相当する非整数値を算出し、それに基づいて、縞次数の算出による誤差分の分布を求めるとともに、このとき求めた誤差分分布が丸めによる誤差により２つに分かれて分布する場合には、一方の分布に１を加算又は減算することで丸めによる誤差をなくす形で誤差分分布を求めて、それに従って、縞次数の算出に含まれる誤差を推定し、該誤差の影響を取り除いて物体表面の各位置ごとに縞次数を算出することで、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出することを、
特徴とする物体表面形状測定方法。
【請求項５】
２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を備えて、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定装置であって、
上記光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する位相算出手段と、
上記位相算出手段が垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する第１の高さ検出手段と、
上記第１の高さ検出手段が検出した垂直走査位置で上記位相算出手段が得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する第２の高さ検出手段と、
上記第１の高さ検出手段が検出したおおよその高さと、上記第２の高さ検出手段が検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する高さ算出手段とを備えることを、
特徴とする物体表面形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定方法及びその装置に関し、特に、高精度で、広い測定レンジを持ち、さらに、従来よりも短い測定時間で物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔１〕位相シフト干渉法について
従来より、物体表面の形状を正確に測定する方法として位相シフト干渉法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６に、その一例として、マイケルソン型干渉計を用いた位相シフト干渉法の原理を示す。
【０００４】
この図に示すように、位相シフト干渉法では、光源から照射されて共通の光路Ａより入射した照射光をハーフミラー１を用いて２分岐し、その一方を光路Ａに沿った光路Ｂを介して測定対象２の物体表面へ向かわせ、もう一方を光路Ａから方向変換した光路Ｃを介して参照面３へ向かわせる。このとき、分岐された光は、測定対象２及び参照面３のそれぞれの表面で反射して、元の光路を通って戻る。この反射光をＣＣＤカメラなどの２次元撮像装置で観測すると、測定対象２の物体表面からの反射光と参照面３からの反射光との光路差（後述するＤ（ｘ，ｙ))に応じた干渉画像が現れる。
【０００５】
このとき観測される干渉画像の干渉縞強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、測定対象２の物体表面からの反射光と参照面３からの反射光との干渉の位相をφ（ｘ，ｙ）とし、照射光の波長をλとして下記の式（１）のように表される。
【０００６】
【数１】
2006250853.tif 000003
【０００７】
ここで、ａ（ｘ，ｙ）、ｂ（ｘ，ｙ）はそれぞれ干渉縞の背景強度、明暗強度であり、２次元撮像装置の視野内の各位置における定数である。これらの定数は、光源の分布や物体表面の反射率などにより変化する。
【０００８】
そして、上記の光路差Ｄ（ｘ，ｙ）は下記の式（２）のように表され、参照面３が平面であれば、測定対象２の物体表面における各位置の高さは下記の式（３）から求められる。
【０００９】
【数２】
2006250853.tif 000004
【００１０】
この位相シフト干渉法では、ピエゾ素子などを用いて参照面３を既知の一定量動かして位相を変化させることで得られた複数枚の干渉画像から、位相φ（ｘ，ｙ）を求めることができる。例えば、ノイズの抑制も考慮して、位相を“π／２”ごとに移動した５枚の画像の干渉縞強度Ｉ1 〜Ｉ5 から、下記の式（４）により位相φ（ｘ，ｙ）を求める方法（５−ＢＵＣＫＥＴ法）が知られている。
【００１１】
【数３】
2006250853.tif 000005
【００１２】
以上に説明した位相シフト干渉法は、簡単な構成と操作によって、物体表面の形状を知ることができる優れた測定法である。しかしながら、光波の干渉がその波長λを基準とする周期関数としてふるまうため、式（１）からも分かるように、その形状測定結果が±π、すなわち、±λで折り返されて測定されるという問題がある。
【００１３】
これから、位相シフト法を用いると、測定結果に不連続な折り返しが生ずることになる。このような不連続な折り返し（ラッピング）が生じた場合には、測定対象２の物体表面が連続的に変化するという仮定を用いて、位相接続処理（アンラッピング処理）を行うことで測定対象２の物体表面の形状を再現できることになる。しかしながら、物体表面に“λ／２”を超える段差がある場合には、この連続性の仮定が成り立たないことから、測定対象２の物体表面の形状を再現することが困難になる。
【００１４】
〔２〕２波長位相シフト法について
そこで、このような問題を解決する方法として、測定レンジの拡大を可能とする２波長位相シフト干渉法が考えられた（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
この２波長位相シフト干渉法では、波長の異なる２つの光源を干渉計に用い、位相シフト干渉法を用いてそれぞれの波長に対応する位相を測定し、この測定した２つの位相の関係を用いて測定レンジの拡大を図るというものである。以下、この２波長位相シフト干渉法の光路差計算方法について説明する。
【００１６】
まず、２つの波長をλa,λb （λb ＞λa ）として、波長λa に対する干渉の位相をφa とし、波長λb に対する干渉の位相をφb とし、±πで折り返して測定された位相をφa'，φb'とすると、それぞれの位相の間には下記の式（５),（６）の関係がある。
【００１７】
【数４】
2006250853.tif 000006
【００１８】
ここで、ｍa,ｍb は折り返しの回数を表す整数であり、縞次数と呼ばれるものである。式（２）に基づき、波長λa,λb 、位相φa'，φb'を用いて、参照面３と測定対象２の物体表面との光路差Ｄを表すと、それぞれ下記の式（７),（８）のようになる。
【００１９】
【数５】
2006250853.tif 000007
【００２０】
ここで、便宜的に、等価波長λeq、等価位相φeqを、下記の式（９),（１０）のように定義する。
【００２１】
【数６】
2006250853.tif 000008
【００２２】
このとき、式（７),（８）から、光路差Ｄは下記の式（１１）のように表される。
【００２３】
【数７】
2006250853.tif 000009
【００２４】
この式（１１）における（ｍa −ｍb ）の値は、光路差Ｄが下記の式（１２）の範囲にあれば、０か±１の値をとる。
【００２５】
【数８】
2006250853.tif 000010
【００２６】
すなわち、（ｍa −ｍb ）の値は、等価位相φeqの値から下記の式（１３）の法則で簡単に決めることができる。
【００２７】
【数９】
2006250853.tif 000011
【００２８】
このように、２波長の位相を用いることで、測定可能なレンジをλeqまで広げることができる。例えば、λa ＝６５０ｎｍ、λb ＝６７０ｎｍとすると、式（９）からλeqは約２０μｍとなり、測定レンジを３０倍以上とすることができる。
【００２９】
一方、式（１０）に示したように、等価位相φeqには位相φa'及び位相φb'のそれぞれの誤差が重畳して加わることになる。このため、式（７）又は式（８）と式（１１）との比較から、レンジが拡大された割合に応じて測定誤差も拡大し、式（１１）を単独で用いた場合には測定精度を期待できない。そこで、式（１１）で求めたおおよその光路差Ｄを式（７）又は（８）に適用して高精度な測定値を得る。
【００３０】
すなわち、下記の式（１４),（１５）のようにΔλ，ΔＤを定めると、波長λa に対する縞次数ｍa は、式（７),（８）から、下記の式（１６）〜式（１８）のように求められる。
【００３１】
【数１０】
2006250853.tif 000012
【００３２】
ここで、縞次数は本来整数であるが、式（１６）〜式（１８）の右辺は測定時の誤差の影響により通常非整数（実数）として計算される。このため、実際に縞次数を計算する際には、式（１６）〜式（１８）の右辺の値に最も近い整数値を縞次数ｍa として求める。なお、波長λb に対する縞次数ｍb についても、同様の手法で求めることができる。
【００３３】
そして、このようにして得られた縞次数ｍa 又はｍb を、対応する式（７）又は（８）に代入して光路差Ｄを得る。なお、各位置での光路差Ｄは、測定対象２の物体表面高さの２倍となっている。
【００３４】
このようにして、２波長位相シフト干渉法では、図７に示すような手順に従って、測定対象２の物体表面の形状を測定するのである。
【００３５】
すなわち、先ず最初に、ステップ１０で、式（９）に従って、等価波長λeqを算出し、式（１４）に従って、Δλを算出する。
【００３６】
続いて、ステップ１１で、波長λa による位相シフト画像Ｉa1〜Ｉa5を撮像し、続くステップ１２で、これらの位相シフト画像Ｉa1〜Ｉa5を使って、式（４）に従って、波長λa に対する物体表面の各位置における位相φa の測定値φa'を算出する。
【００３７】
続いて、ステップ１３で、波長λb による位相シフト画像Ｉb1〜Ｉb5を撮像し、続くステップ１４で、これらの位相シフト画像Ｉb1〜Ｉb5を使って、式（４）に従って、波長λb に対する物体表面の各位置における位相φb の測定値φb'を算出する。
【００３８】
続いて、ステップ１５で、式（１０）に従って、物体表面の各位置における等価位相φeqを算出し、続くステップ１６で、その等価位相φeqの値に従って、物体表面の各位置において式（１３）のどれが成立するのかを判断し、続くステップ１７で、式（１５）に従って、物体表面の各位置におけるΔＤを算出する。
【００３９】
続いて、ステップ１８で、式（１３）の成立するものに対応付けられる式（１６）〜式（１８）のいずれかに従って、物体表面の各位置における縞次数ｍa を算出し、続くステップ１９で、その縞次数ｍa を使い、式（７）に従って、物体表面の各位置における光路差Ｄを算出し、続くステップ２０で、その光路差Ｄを使い、式（３）に従って、物体表面の各位置における高さｈを算出する。
【００４０】
このようにして、２波長位相シフト干渉法では、図７に示すような手順に従って、測定対象２の物体表面の形状を測定するのである。
【００４１】
〔３〕垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせたもの
物体表面の形状を測定するその他の従来技術として、垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせた測定方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。この測定方法は、２波長位相シフト干渉法よりもさらに広い測定レンジを実現することができる。
【００４２】
図８に、この測定方法の原理を示す。
【００４３】
この測定方法では、干渉光学系として構成される干渉対物レンズ（図６中に破線で示す部分）を垂直方向に“λ／８”ずつ順次移動させて、それらの各垂直位置で、位相シフト干渉法を使って干渉画像を撮像する。
【００４４】
そして、それらの干渉画像の各々について、下記の式（１９）に従って、測定対象の物体表面の各位置における干渉のコントラストを算出することで、そのコントラストの動きをトレースして、測定対象の物体表面の各位置ごとに、最もコントラストが高くなる干渉画像の位置（光路差がゼロになる位置）を検出することで、測定対象の物体表面高さを測定する。
【００４５】
【数１１】
2006250853.tif 000013
【００４６】
この測定方法は、式（１９）に依らないで単純に干渉のコントラストを算出する垂直走査法の測定精度を上げるために考えられたものであり、垂直走査法をベースとすることで測定レンジが干渉対物レンズの移動距離で決められることから、２波長位相シフト干渉法よりもさらに広い測定レンジを実現できるようになる。
【特許文献１】特開２００３−３４４０２５号公報
【特許文献２】米国特許第４，８３２，４８９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４９３，０９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
確かに、垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせた従来技術によれば、位相シフト干渉法を用いることから、高い測定精度を実現できるようになるとともに、垂直走査法をベースとすることから、２波長位相シフト干渉法よりも大幅に広い測定レンジを実現できるようになる。
【００４８】
しかしながら、この従来技術に従っていると、干渉対物レンズを垂直方向に“λ／８”ずつ順次移動させなければならないことから、膨大な数の撮像回数が必要になるという問題がある。
【００４９】
すなわち、測定レンジの長さＲを実現するためには、
Ｒ÷（λ／８）＝８Ｒ／λ
という撮像回数になることから分かるように、膨大な数の撮像回数が必要になるという問題がある。
【００５０】
これから、この従来技術に従っていると、ユーザは、測定結果が得られるまでに長い時間待たなければならないという問題がある。
【００５１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、高精度で、広い測定レンジを持ち、さらに、従来よりも短い測定時間で物体表面の高さ形状を測定できるようにする新たな物体表面形状測定技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５２】
この目的を達成するために、本発明の物体表面形状測定装置は、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を備えて、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定するときにあって、（イ）２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する位相算出手段と、（ロ）位相算出手段が垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する第１の高さ検出手段と、（ハ）第１の高さ検出手段が検出した垂直走査位置で位相算出手段が得た干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する第２の高さ検出手段と、（ニ）第１の高さ検出手段が検出したおおよその高さと、第２の高さ検出手段が検出した２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する高さ算出手段とを備えるように構成する。
【００５３】
この構成を採るときにあって、位相算出手段は、例えば、２波長位相シフト干渉法の測定レンジに合わせた一定間隔でもって、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を垂直走査させる。
【００５４】
また、第１の高さ検出手段は、例えば、位相算出手段が垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、２つの波長のいずれか一方又は双方の波長について干渉のコントラストを算出して、そのコントラストが最も高くなる垂直走査位置を検出することで、物体表面の各位置ごとに、おおよその高さを検出する。
【００５５】
ここで、本発明の物体表面形状測定装置の備える以上の各処理手段はコンピュータプログラムでも実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、適当なコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供されたり、ネットワークを介して提供され、本発明を実施する際にインストールされてＣＰＵなどの制御手段上で動作することにより本発明を実現することになる。
【００５６】
このように構成される本発明の物体表面形状測定装置では、図１に示すように、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を、例えば一定間隔“λeq／２”（λeqは上述した等価波長）で直接的又は相対的に垂直走査させて、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って位相をシフトさせることで例えば５枚の干渉画像を得て、それらを使って物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相（上述したφa'，φb'）を算出する。
【００５７】
そして、その垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、式（１９）などに従って、２つの波長のいずれか一方又は双方の波長について干渉のコントラストを算出して、そのコントラストが最も高くなる垂直走査位置を検出することで、物体表面の各位置ごとに、おおよその高さを検出する。さらに、その検出した垂直走査位置で得た干渉画像位相（上述したφa'，φb'）を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する。
【００５８】
そして、その検出したおおよその高さと、その検出した２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する。
【発明の効果】
【００５９】
このようにして、本発明では、垂直走査法と２波長位相シフト干渉法とを組み合わせることで、物体の表面形状を測定するという構成を採るものであり、２波長位相シフト干渉法を用いることから、高い測定精度を実現できるようになるとともに、垂直走査法をベースとすることから、２波長位相シフト干渉法よりも大幅に広い測定レンジを実現できるようになり、これに加えて、所定の一定間隔で干渉画像を撮像すればよいことから、垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせた従来技術に比べて、その撮像回数を大幅に削減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００６１】
図２に、本発明を具備する物体表面形状測定装置の装置構成の一例を図示する。
【００６２】
本発明の物体表面形状測定装置は、ステージ１０に載置される測定対象１００の物体表面の高さ形状を測定するものであって、この図に示すように、光源部２０と、ハーフミラー３０と、干渉対物レンズ４０と、干渉対物レンズ駆動機構５０と、撮像部６０と、ステージドライバ７０と、演算制御部８０とを備える。
【００６３】
この光源部２０は、白色光源２１と、回転動作により光学フィルタを切り替える光学フィルタ切替機構２２とを備えて、白色光源２１から発せられた白色光を図示しないコリメートレンズで平行化した後、光学フィルタ切替機構２２を使って光学フィルタを切り替えることで、例えば、λa ＝６５０ｎｍを中心波長とする光源光と、λb ＝６７０ｎｍを中心波長とする光源光とを生成する。
【００６４】
ハーフミラー３０は、光源部２０の生成した光源光を干渉対物レンズ４０に入射するとともに、干渉対物レンズ４０から戻される干渉画像を撮像部６０に入射する。
【００６５】
干渉対物レンズ４０は、ハーフミラー３０を介して入射される光源部２０からの光源光を一旦分岐させて、測定対象１００の物体表面と図示しない参照ミラーとのそれぞれで反射させ、その戻ってきた両反射光を干渉させることで干渉画像を生成して、それを撮像部６０に入射する。
【００６６】
干渉対物レンズ駆動機構５０は、干渉対物レンズ４０を垂直方向に大きく移動させるパルスモータ５１と、パルスモータ５１を駆動するＰＭドライバ５２と、干渉対物レンズ４０を垂直方向に微動させるピエゾ素子５３と、ピエゾ素子５３を駆動するピエゾドライバ５４とを備えて、干渉対物レンズ４０を垂直方向に大きく移動させた後、干渉対物レンズ４０を垂直方向に微動させることにより、その大きく移動させた位置で、干渉対物レンズ４０の生成する干渉の位相をシフトする。
【００６７】
撮像部６０は、ＣＣＤカメラなどの２次元撮像装置で構成されて、ハーフミラー３０を介して入射される干渉対物レンズ４０の生成した干渉画像を撮像する。
【００６８】
ステージドライバ７０は、ステージ１０を移動させることで、測定対象１００の測定対象領域を撮像部６０の視野内に入れる。
【００６９】
演算制御部８０は、ＣＰＵとメモリとＣＰＵ上で動作するプログラムとで構成されて、撮像部６０の撮像した干渉画像を入力として、後述するフローチャートに従って演算処理を実行することで、ＰＭトライバ５２やピエゾドライバ５４やステージドライバ７０を制御しながら２波長位相シフト干渉法を実行することにより、測定対象１００の物体表面の高さ形状を測定する。
【００７０】
このように構成される本発明の物体表面形状測定装置では、光源部２０の生成した光源光がハーフミラー３０を介して干渉対物レンズ４０に入射され、これを受けて、干渉対物レンズ４０が、入射された光源光を一旦分岐させて、測定対象１００の物体表面と図示しない参照ミラーとのそれぞれで反射させ、その戻ってきた両反射光を干渉させることで干渉画像を生成して、それを撮像部６０に入射する。
【００７１】
これを受けて、撮像部６０は、干渉対物レンズ４０の生成した干渉画像を撮像し、これを受けて、演算制御部８０は、撮像部６０により撮像された干渉画像をデジタル画像として取り込み、ＰＭトライバ５２やピエゾドライバ５４やステージドライバ７０を制御しながら２波長位相シフト干渉法を実行することにより、測定対象１００の物体表面の高さ形状を測定する。
【００７２】
なお、図２では、説明の便宜上、干渉対物レンズ４０を垂直方向に移動させるという構成について示したが、ステージ１０を垂直方向に移動させることで相対的に干渉対物レンズ４０を垂直方向に移動させるようにしてもよい。また、垂直方向に大きく移動させる構成についてはステージ１０を移動させることで実現し、垂直方向に微動させる構成については干渉対物レンズ４０を移動させることで実現するとか、垂直方向に大きく移動させる構成については干渉対物レンズ４０を移動させることで実現し、垂直方向に微動させる構成についてはステージ１０を移動させることで実現するというように、ステージ１０と干渉対物レンズ４０とで移動形態を分担させるようにしてもよい。
【００７３】
図３に、演算制御部８０が本発明を実現すべく実行するフローチャートの一例を図示する。
【００７４】
次に、このフローチャートに従って、本発明が実行する物体表面の高さ形状の測定処理について詳細に説明する。
【００７５】
演算制御部８０は、ステージ１０に載置される測定対象１００の物体表面の高さ形状の測定要求があると、図３のフローチャートに示すように、先ず最初に、ステップ３０で、パルスモータ５１を駆動することで干渉対物レンズ４０を予め設定される最初の垂直走査位置に移動させる。
【００７６】
続いて、ステップ３１で、ピエゾ素子５３を駆動することで干渉対物レンズ４０を微動させて２波長位相シフト干渉法を実行して、測定対象１００の物体表面の各位置について、波長λa に対する位相φa の測定値φa'と、波長λb に対する位相φb の測定値φb'とを算出してメモリに保存するとともに、その算出にあたって求めた位相シフト画像Ｉa1〜Ｉa5をメモリに保存する。
【００７７】
すなわち、図７のフローチャートで説明した２波長位相シフト干渉法のステップ１０〜ステップ１４の処理を実行して、その実行結果をメモリに保存するのである。
【００７８】
続いて、ステップ３２で、干渉対物レンズ４０を予め設定される最終の垂直走査位置まで移動させたのか否かを判断して、最終の垂直走査位置まで移動させていないことを判断する場合には、ステップ３３に進んで、図１に示すように、パルスモータ５１を駆動することで干渉対物レンズ４０を“λeq／２”（λeqは上述した等価波長）だけ垂直方向に移動させることにより、干渉対物レンズ４０を次の垂直走査位置に移動させてから、ステップ３１に戻る。
【００７９】
このようにして、ステップ３１〜ステップ３３の処理を繰り返していくことで、“λeq／２”の間隔で設定されるそれぞれの垂直走査位置で２波長位相シフト干渉法を実行して、測定対象１００の物体表面の各位置について、波長λa に対する位相φa の測定値φa'と、波長λb に対する位相φb の測定値φb'とを算出してメモリに保存するとともに、その算出にあたって求めた位相シフト画像Ｉa1〜Ｉa5をメモリに保存するのである。
【００８０】
一方、ステップ３２で、干渉対物レンズ４０を最終の垂直走査位置まで移動させたことを判断する場合には、ステップ３４に進んで、測定対象１００の物体表面の各位置について、垂直走査位置ごとに、式（１９）に従って、メモリに保存した位相シフト画像Ｉa1〜Ｉa5を使って干渉のコントラストを算出して、それらの中で最大値を示すものを持つ垂直走査位置を特定する。
【００８１】
なお、この最大値を示すものを持つ垂直走査位置の特定にあたっては、位相シフト画像Ｉb1〜Ｉb5についてもメモリに保存するようにしておいて、それらを使って干渉のコントラストを算出して、このようにして算出した２つの波長λa,λb についての干渉のコントラストの平均値を利用して特定するようにしてもよい。
【００８２】
続いて、ステップ３５で、測定対象１００の物体表面の各位置について、その特定した垂直走査位置で求めた位相の測定値φa'，φb'（ステップ３１で求めたもの）をメモリから読み出して、それを使って２波長位相シフト干渉法により高さを求める。
【００８３】
すなわち、図７のフローチャートで説明した２波長位相シフト干渉法のステップ１５〜ステップ２０の処理を実行することで、２波長位相シフト干渉法を使って、測定対象１００の物体表面の各位置の高さを求めるのである。
【００８４】
続いて、ステップ３６で、測定対象１００の物体表面の各位置について、ステップ３４で特定した垂直走査位置と、ステップ３５で求めた高さとに基づいて、測定結果となる最終的な高さを求める。
【００８５】
すなわち、ステップ３４で特定した垂直走査位置を基準にして、それからの変位という形でステップ３５で求めた高さを加減算することにより、測定結果となる最終的な高さを求めるのである。
【００８６】
このようにして、本発明の物体表面形状測定装置は、図１に示すような測定方法により物体の表面形状を測定するという構成を採るものであり、２波長位相シフト干渉法を用いることから、高い測定精度を実現できるようになるとともに、垂直走査法をベースとすることから、２波長位相シフト干渉法よりもかなり広い測定レンジを実現できるようになり、これに加えて、所定の一定間隔で干渉画像を撮像すればよいことから、垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせた従来技術に比べて、その撮像回数を大幅に削減できるようになるのである。
【００８７】
この本発明の物体表面形状測定装置の測定精度を高めるためには、２波長位相シフト干渉法の測定精度を高める必要がある。
【００８８】
しかるに、２波長位相シフト干渉法は、位相測定値の誤差にきわめて敏感で、位相測定値に含まれる誤差が一定量を超えると、縞次数を誤るため、１波長に相当する大きな光路差測定誤差となる。この位相測定誤差の要因としては、測定時の振動や撮像装置に加わるノイズなどのような外乱要因の他に、光学系の分散特性による２波長間の実効光路差の違いなどが挙げられる。
【００８９】
これから、従来の２波長位相シフト干渉法では、上述した縞次数ｍa,ｍb を正確に求められないことで、測定対象の物体表面の形状を再現することが困難であるという問題がある。
【００９０】
この問題の解決を図るために、本発明者は、先に出願した特願2004-144294 で、縞次数ｍa,ｍb を正確に求めることができるようにする発明を開示した。この発明による２波長位相シフト干渉法を用いることで、本発明の物体表面形状測定装置の測定精度を大きく高められるようになる。
【００９１】
次に、特願2004-144294 で開示した２波長位相シフト干渉法の発明について詳細に説明する。
【００９２】
特願2004-144294 で開示した発明では、上述した２波長位相シフト干渉法における縞次数の計算アルゴリズムを修正して、縞次数を求める過程で、縞次数の計算により含まれる誤差分を抽出して、この誤差分を分析することで縞次数の誤りを抑え、これにより、測定精度の改善を実現するものである。
【００９３】
まず、上述した式（１６）〜式（１８）の縞次数ｍa に含まれる誤差分から、縞次数の誤りの原因を考察する。
【００９４】
すなわち、上述した従来技術の原理説明で考慮されなかった要因として、光学系の色分散による光路長の違いが挙げられる。この光路長の違いなどによって、２波長間の初期位相差Δφが生ずる。また、実際の位相測定値には、本来の測定波形に重畳するノイズなどのランダムな誤差（以下、「ランダム誤差」という）が含まれる。
【００９５】
つまり、位相シフト干渉法で測定される位相には、折り返しを持つ位相φa'，φb'にランダム誤差φa'' ，φb'' が加わっている。従って、実際に測定される２波長に対する位相φa'''，φb'''は、下記の式（２０),（２１）のように表される。
【００９６】
【数１２】
2006250853.tif 000014
【００９７】
このφa'''，φb'''を式（１５）のφa'，φb'に代入して、これらの誤差要因を含んだまま縞次数を計算した非整数値ｍa'，ｍb'を計算して、式（１６）〜式（１８）の真の縞次数ｍa,ｍb と比較すると、下記の式（２２),（２３）の関係が得られる。
【００９８】
【数１３】
2006250853.tif 000015
【００９９】
すなわち、式（２２),（２３）の非整数値ｍa'，ｍb'（左辺）は、真の縞次数ｍa,ｍb に、初期位相差Δφの影響（右辺第２項）と、ランダム誤差φa'' ，φb'' の影響（右辺第３項）とを加えた形になっている。右辺第２項以降は通常小さな値をとるので、従来技術のように非整数値ｍa'，ｍb'に最も近い整数を選べば、正しい縞次数を得ることが期待できる。
【０１００】
しかし、右辺第２項と右辺第３項とが同符号をとると、右辺第２項以降の絶対値が“１／２”を超える場合が生じ、この場合に最も近い整数をとると、縞次数に誤りが生ずることになる。これが縞次数の誤りの原因である。
【０１０１】
ここで、非整数値ｍa'に最も近い整数として選んだ整数を仮の縞次数と呼び、ｍa'と仮の縞次数との差を縞次数の誤差分Ｅと呼ぶことにすると、縞次数の誤差分Ｅがとりうる値の範囲は、“−１／２”〜“＋１／２”である。
【０１０２】
この考察に基づいて、特願2004-144294 で開示した発明では、撮像部の撮像した各画素に対応する位置の位相測定結果を基に、仮の縞次数を視野内の各位置について計算し、縞次数の誤差分Ｅの分布を調べることで縞次数の誤りを検知して、これを修正するようにしている。
【０１０３】
図４に、横軸を縞次数の誤差分の値とし、縦軸をその値の発生頻度とする、縞次数の誤差分の分布の例を示す。ここで、図４（ａ）は、視野内の全ての位置における計算で仮の縞次数が真の縞次数と一致し、正しい測定が行われた場合の誤差分の分布を示し、一方、図４（ｂ）は、仮の縞次数と真の縞次数とが一致しない部分が生じた場合の誤差分の分布を示している。
【０１０４】
図４（ａ）において、式（２２）の右辺第２項は、視野内のどの画素に対応する位置でもほぼ同一の値を持つので、分布のピークの位置の値ｍp(以下、「ピーク値ｍp 」と称する）と一致すると考えられる。また、式（２２）の右辺第３項は、ランダム誤差の影響であるので、ピーク値ｍp の周りに広がりをもって分布する。
【０１０５】
このように、視野内の全ての位置で、仮の縞次数と真の縞次数とが一致する場合には、誤差分Ｅの分布は１つのピーク周りに広がりを持つ分布となる。
【０１０６】
一方、図４（ｂ）においては、式（２２）の右辺第２項の影響で分布のピーク値ｍp が大きく０から移動したため、分布の端で折り返しが生じ、誤差分Ｅに本来の分布に±１を加えた位置（図示の例では＋１）に現れる部分がある。この部分に属する位置で、仮の縞次数と真の縞次数との間に差異が生じている。
【０１０７】
このように、視野内の一部の位置で、仮の縞次数と真の縞次数とが一致しない場合には、誤差分Ｅの分布は両側に分かれた形となる。
【０１０８】
このことから分かるように、誤差分Ｅの分布を調べて、それが１つのピーク値ｍp の周りに広がりを持った分布であれば、縞次数に誤りを生じておらず、仮の縞次数をそのまま採用すればよい。
【０１０９】
これに対して、誤差分Ｅの分布が両側に分かれて分布している場合には、一方の分布は“１／２”を超えた誤差の丸めによる折り返しなので、一方の分布に、結果の広がりがより小さくなるように±１のいずれかを加えて折り返しを除いた後、ピーク値ｍp を求めれば、このピーク値ｍp が式（２２）の右辺第２項に一致する。そして、このピーク値ｍp を誤差としてｍa'から差し引いた値に最も近い整数を選ぶことで、正しい縞次数を得ることができる。
【０１１０】
なお、ここでのピーク値ｍp の位置は、単純には、ヒストグラムの値が最大を示す位置を選ぶこともできるし、誤差分Ｅの分布の重心をとって求めてもよい。
【０１１１】
特願2004-144294 で開示した発明では、図７に示した２波長位相シフト干渉法のフローチャートのステップ１８で縞次数ｍa を算出するときに、この考え方に立って縞次数ｍa を正確に算出することを実現している。
【０１１２】
図５に、この正確な縞次数ｍa,ｍb の算出を実現するフローチャートを図示する。
【０１１３】
なお、本発明では、上述したように干渉対物レンズ４０を“λeq／２”ずつ移動させるという垂直走査を行ない、各垂直走査位置で２波長位相シフト干渉法を行っていることから、２波長位相シフト干渉法を実行するにあたって、視野内の全ての位置で光路差が式（１２）の範囲に収まることが保証されている。
【０１１４】
すなわち、特願2004-144294 で開示した発明では、図７に示したフローチャートのステップ１８に入ると、図５のフローチャートに示すように、先ず最初に、ステップ１８０で、測定対象１００の物体表面の各位置（視野内の全範囲の各位置）について、式（１３）の成立するものに対応付けられる式（１６）〜式（１８）のいずれかに従って、非整数値ｍa'（ｘ，ｙ）を算出する。
【０１１５】
続いて、ステップ１８１で、視野内の一定範囲（視野内の全範囲である必要はない）で、算出した非整数値ｍa'（ｘ，ｙ）に最も近い整数を仮の縞次数ｍa''(ｘ，ｙ）として算出し、続くステップ１８２で、下記の式（２４）に従って、視野内の一定範囲で、各位置における縞次数の誤差分Ｅ（ｘ，ｙ）を算出する。
【０１１６】
【数１４】
2006250853.tif 000016
【０１１７】
続いて、ステップ１８３で、視野内の一定範囲で、算出したＥ（ｘ，ｙ）の分布（発生頻度の分布）を求め、続くステップ１８４で、下記の式（２５）〜式（２７）に従って、その分布に図４（ｂ）に示したような折り返しがあるのか否かを判断して、折り返しがある場合にはＥ（ｘ，ｙ）の値を調整することで、その折り返しを取り除く。
【０１１８】
【数１５】
2006250853.tif 000017
【０１１９】
このステップ１８４では、Ｅ（ｘ，ｙ）の分布の折り返し部分が左側にあるとき、すなわち、“−１／２”〜“１／２”の範囲にある変数ｔｈに対して、“Ｅ（ｘ，ｙ）＜ｔｈ＜０”という分布位置にあるときには、その折り返し部分のＥ（ｘ，ｙ）に１を加算することでその折り返しを取り除き、一方、Ｅ（ｘ，ｙ）の分布の折り返し部分が右側にあるとき、すなわち、“Ｅ（ｘ，ｙ）＞ｔｈ＞０”という分布位置にあるときには、その折り返し部分のＥ（ｘ，ｙ）から１を減算することでその折り返しを取り除くのである。
【０１２０】
続いて、ステップ１８５で、ステップ１８４で値の調整したＥ（ｘ，ｙ）の分布のピーク位置を求めることで、ピーク値ｍp を求める。すなわち、折り返しがある場合には、それを取り除いた形で、ピーク値ｍp を求めるのである。
【０１２１】
続いて、ステップ１８６で、測定対象１００の物体表面の各位置（視野内の全範囲の各位置）について、下記の式（２８）に従って、正確な縞次数ｍa(ｘ，ｙ）を算出する。ここで、式（２８）中の“ｉｎｔ()”は、引数の非整数値に最も近い整数を求める演算を意味する。
【０１２２】
【数１６】
2006250853.tif 000018
【０１２３】
すなわち、測定対象１００の物体表面の各位置について、このピーク値ｍp を非整数値ｍa'（ｘ，ｙ）から差し引いた値に最も近い整数を算出することで、正確な縞次数ｍa(ｘ，ｙ）を算出するのである。
【０１２４】
なお、この図５のフローチャートの実行にあたって、Ｅ（ｘ，ｙ）の分布を求める範囲については、誤差傾向が反映されるデータ数が確保できる範囲であれば、どのような大きさであってもよい。
【０１２５】
このようにして、本発明者が特願2004-144294 で開示した２波長位相シフト干渉法の発明によれば、位相測定値の誤差の影響を取り除いて、縞次数ｍa,ｍb を正確に求めることができるようになる。
【０１２６】
これから、この本発明者が開示した２波長位相シフト干渉法を用いることで、図３に記載したフローチャートを実行する本発明の物体表面形状測定装置の測定精度を確かなものとすることができるようになる。
【０１２７】
（付記１）  ２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定方法であって、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する過程と、上記垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する過程と、上記検出した垂直走査位置で得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する過程と、上記検出したおおよその高さと、上記検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する過程とを備えることを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１２８】
（付記２）  付記１に記載の物体表面形状測定方法において、上記算出する過程では、２波長位相シフト干渉法の測定レンジに合わせた一定間隔でもって、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を垂直走査させることを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１２９】
（付記３）  付記１又は２に記載の物体表面形状測定方法において、上記おおよその高さを検出する過程では、２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、２つの波長のいずれか一方又は双方の波長について干渉のコントラストを算出して、そのコントラストが最も高くなる垂直走査位置を検出することで、物体表面の各位置ごとに、おおよその高さを検出することを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１３０】
（付記４）  付記１ないし３のいずれか１項に記載の物体表面形状測定方法において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記干渉画像位相を使い、物体表面上に設定される所定領域の各位置ごとに、縞次数に相当する非整数値を算出し、それに基づいて、縞次数の算出による誤差分の分布を求めるとともに、このとき求めた誤差分分布が丸めによる誤差により２つに分かれて分布する場合には、一方の分布に１を加算又は減算することで丸めによる誤差をなくす形で誤差分分布を求めて、それに従って、縞次数の算出に含まれる誤差を推定し、該誤差の影響を取り除いて物体表面の各位置ごとに縞次数を算出することで、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出することを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１３１】
（付記５）  付記４に記載の物体表面形状測定方法において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、物体表面の各位置ごとに、上記縞次数に相当する非整数値を算出し、それから上記推定した誤差を差し引いた値を整数化することにより縞次数を算出することを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１３２】
（付記６）  付記４に記載の物体表面形状測定方法において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記縞次数に相当する非整数値を整数化することで仮の縞次数を求めて、該縞次数に相当する非整数値と該仮の縞次数との差分値の出現頻度分布を求めることで、上記誤差分分布を求めることを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１３３】
（付記７）  付記４に記載の物体表面形状測定方法において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記誤差分分布のピーク位置に従って、縞次数の算出に含まれる誤差を推定することを、特徴とする物体表面形状測定方法。
【０１３４】
（付記８）  ２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を備えて、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定装置であって、上記光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する位相算出手段と、上記位相算出手段が垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する第１の高さ検出手段と、上記第１の高さ検出手段が検出した垂直走査位置で上記位相算出手段が得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する第２の高さ検出手段と、上記第１の高さ検出手段が検出したおおよその高さと、上記第２の高さ検出手段が検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する高さ算出手段とを備えることを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１３５】
（付記９）  付記８に記載の物体表面形状測定装置において、上記位相算出手段は、２波長位相シフト干渉法の測定レンジに合わせた一定間隔でもって、２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を垂直走査させることを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１３６】
（付記１０）  付記８又は９に記載の物体表面形状測定装置において、上記第１の高さ検出手段は、２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、２つの波長のいずれか一方又は双方の波長について干渉のコントラストを算出して、そのコントラストが最も高くなる垂直走査位置を検出することで、物体表面の各位置ごとに、おおよその高さを検出することを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１３７】
（付記１１）  付記８ないし１０のいずれか１項に記載の物体表面形状測定装置において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記干渉画像位相を使い、物体表面上に設定される所定領域の各位置ごとに、縞次数に相当する非整数値を算出し、それに基づいて、縞次数の算出による誤差分の分布を求めるとともに、このとき求めた誤差分分布が丸めによる誤差により２つに分かれて分布する場合には、一方の分布に１を加算又は減算することで丸めによる誤差をなくす形で誤差分分布を求めて、それに従って、縞次数の算出に含まれる誤差を推定し、該誤差の影響を取り除いて物体表面の各位置ごとに縞次数を算出することで、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出することを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１３８】
（付記１２）  付記１１に記載の物体表面形状測定装置において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、物体表面の各位置ごとに、上記縞次数に相当する非整数値を算出し、それから上記推定した誤差を差し引いた値を整数化することにより縞次数を算出することを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１３９】
（付記１３）  付記１１に記載の物体表面形状測定装置において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記縞次数に相当する非整数値を整数化することで仮の縞次数を求めて、該縞次数に相当する非整数値と該仮の縞次数との差分値の出現頻度分布を求めることで、上記誤差分分布を求めることを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１４０】
（付記１４）  付記１１に記載の物体表面形状測定装置において、上記測定レンジ内で示される高さを検出する過程では、上記誤差分分布のピーク位置に従って、縞次数の算出に含まれる誤差を推定することを、特徴とする物体表面形状測定装置。
【０１４１】
（付記１５）  ２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を備えて、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定装置で用いられる物体表面形状測定プログラムであって、上記光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する処理と、上記垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する処理と、上記検出した垂直走査位置で得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する処理と、上記検出したおおよその高さと、上記検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する処理とをコンピュータに実行させるための物体表面形状測定プログラム。
【０１４２】
（付記１６）  ２波長位相シフト干渉法の実現に用いられる光学系を備えて、２波長位相シフト干渉法を使って物体表面の高さ形状を測定する物体表面形状測定装置で用いられる物体表面形状測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、上記光学系を所定の一定間隔で垂直走査させ、それぞれの垂直走査位置で、２波長位相シフト干渉法を使って、物体表面の各位置の高さの導出に用いる干渉画像位相を算出する処理と、上記垂直走査位置で行った２波長位相シフト干渉法で得た干渉画像に基づいて、物体表面の各位置ごとに、どの垂直走査位置の高さに対応付けられるのかを検出することで、おおよその高さを検出する処理と、上記検出した垂直走査位置で得た上記干渉画像位相を使い、２波長位相シフト干渉法の演算手法に基づいて、物体表面の各位置ごとに、２波長位相シフト干渉法の測定レンジ内で示される高さを検出する処理と、上記検出したおおよその高さと、上記検出した測定レンジ内で示される高さとに基づいて、物体表面の各位置の高さを算出する処理とをコンピュータに実行させるための物体表面形状測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明による物体表面形状測定処理の説明図である。
【図２】本発明の物体表面形状測定装置の装置構成の一例を示す図である。
【図３】演算制御部が実行するフローチャートである。
【図４】縞次数の誤差分分布の説明図である。
【図５】本発明者が先願で開示した正確な縞次数の算出を実現するためのフローチャートである。
【図６】位相シフト干渉法の説明図である。
【図７】２波長位相シフト干渉法の処理手順の説明図である。
【図８】垂直走査法と位相シフト干渉法とを組み合わせた従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０    ステージ
２０    光源部
２１    白色光源
２２    光学フィルタ切替機構
３０    ハーフミラー
４０    干渉対物レンズ
５０    干渉対物レンズ駆動機構
５１    パルスモータ
５２    ＰＭドライバ
５３    ピエゾ素子
５４    ピエゾドライバ
６０    撮像部
７０    ステージドライバ
８０    演算制御部
１００  測定対象
【図１】
2006250853.tif 000019
【図２】
2006250853.tif 000020
【図３】
2006250853.tif 000021
【図４】
2006250853.tif 000022
【図５】
2006250853.tif 000023
【図６】
2006250853.tif 000024
【図７】
2006250853.tif 000025
【図８】
2006250853.tif 000026