(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の多重表面における表面構造の変化を測定するために周波数シフト干渉計上に前記検査対象物を取り付ける方法において、
前記検査対象物の前記多重表面の間の、基準軸に沿う、間隔に関する情報を取得するステップ、
前記周波数シフト干渉計の、測定軸に沿う、その範囲内では表面構造の変化を明確に測定できる一連のアンビギュイティインターバルに関する情報を取得するステップ、
前記アンビギュイティインターバルの間の境界に隣接する除外域を選定するステップ、及び
前記検査対象物の前記多重表面が、前記周波数シフト干渉計のあらかじめ定められたアンビギュイティインターバル内で前記除外域の外側に、おかれるように、前記検査対象物を前記干渉計に対して取り付けるステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
一連のアンビギュイティインターバルに関する情報を取得する前記ステップが、前記周波数シフト干渉計のあらかじめ定められたビーム周波数段差に関係付けられる合成波長から前記アンビギュイティインターバルを導くステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アンビギュイティインターバルのそれぞれがビーム周波数変化範囲内の増加的／減殺的干渉サイクル数とそれぞれが関係付けられるピクセル強度変調周波数の範囲にわたり、一連の測定領域としての前記ピクセル強度変調周波数のサブセットを前記測定領域から除外される前記除外域内の変調周波数と関係付けるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検査対象物を前記周波数シフト干渉計に対して取り付ける前記ステップが、複数の前記測定領域内に前記検査対象物の前記多重表面をおくステップを含み、前記アンビギュイティインターバル内の前記検査表面の少なくとも１つの推定位置を囲む、変調周波数のさらに限定されたサブセットを識別するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アンビギュイティインターバルのそれぞれが、干渉データが集められる、相異なるビーム周波数の範囲によって限定される変調周波数の同様のセットと関係付けられ、前記アンビギュイティインターバル内の前記検査表面の推定位置にしたがって変調周波数を前記アンビギュイティインターバルから除外するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アンビギュイティインターバル内の前記検査表面の前記推定位置にしたがって相異なる変調周波数が相異なるアンビギュイティインターバルから除外されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検査対象物の前記多重表面の間の間隔に関する情報を取得する前記ステップが、前記多重表面の前記間隔がそれをこえるまで変化するとは考えられない変化範囲に関する情報を取得するステップ及び前記検査表面のそれぞれに対応する測定域を定めるステップを含み、前記検査対象物を前記周波数シフト干渉計に対して取り付ける前記ステップが、前記検査対象物の前記多重表面の前記測定域が前記除外域の外側に配されるように前記検査対象物を取り付けるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
検査対象物の多重表面を共通基準に対して測定する方法において、
複数の検査表面を有する検査対象物を周波数シフト干渉計による測定のための位置に取り付けるステップ、
前記検査表面を基準表面と比較する干渉パターンを形成するコヒーレント光ビームにより前記複数の検査表面を前記基準表面とともに撮像するステップ、
前記測定ビームの周波数を段階的にシフトさせてシフト毎に前記検査表面及び前記基準表面を撮像し、一連の、相異なる測定ビーム周波数における相異なる干渉パターンを得るステップ、及び
前記周波数シフト干渉計の、測定軸に沿う、その範囲内では前記基準表面に対する検査表面高さ変化を明確に決定することができる測定範囲に対応する前記段階的にシフトさせた周波数に関係付けられたアンビギュイティインターバルのセットを定めるステップ、
を含み、
前記検査対象物を取り付ける前記ステップが、前記検査対象物の前記複数の検査表面の間の、基準軸に沿う、間隔に関する情報を取得するステップ、複数の前記アンビギュイティインターバルの間の境界に隣接する除外域を選定するステップ、及び前記検査対象物の複数の前記検査表面が、前記複数のアンビギュイティインターバル内で前記除外域の外側におかれるように、前記検査表面を一括して配置するステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
ピクセル強度のアレイとして前記干渉パターンを取り込むステップを含み、
(ａ)前記ビーム周波数範囲にわたり、増加的／減殺的干渉の条件により前記ピクセルのそれぞれの強度が変調周波数で変化し、
(ｂ)前記アンビギュティインターバルのそれぞれが前記ピクセル強度変調周波数の範囲にわたり、
(ｃ)前記アンビギュティインターバルのそれぞれが前記取り込まれた干渉パターンの数によって制限される変調周波数の同様のセットと関係付けられる、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２００９年１月３０日に出願された米国特許出願第１２/３６３０６７号の恩典を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、複数の測定ビーム周波数において干渉計データが収集される周波数シフト干渉法及び、測定ビームの干渉領域間の光路長差を測定するために、複数の測定ビーム周波数において生成される干渉パターンに見られる関係を利用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
検査対象物の表面位相構造を測定するために干渉パターンは一般に、共通のコヒーレント光ビームの異なる領域によって照射された検査表面及び基準表面のそれぞれの像の重ね合わせとして取り込まれる。２つのビーム領域のコヒーレント長内では、干渉パターン内のそれぞれのピクセルの強度が像の重ね合わせを形成するビーム領域の局所位相に依存する増加的／減殺的干渉サイクル内で変動を受ける。
【０００４】
一方のビーム領域が他方のビーム領域より若干長いかまたは短い光路長を進行する必要があれば、２つのビーム領域のコヒーレント波形は相互に位相がずれて像平面に到達し得る。ピクセルは等しい光路長またはビーム領域の共通波長の整数倍だけ異なる光路長を進行することによって増加的に干渉するビーム領域によって形成されたときに最も明るくなる。ピクセルはビーム領域の位相が１８０°ずれたままでいるような、共通波長の１/２またはその奇数倍だけ異なる光路長を進行することによって減殺的に干渉するビーム領域によって形成されたときに最も暗くなる。すなわち、ピクセル強度は対象ビームと基準ビームの間の局所位相差の尺度として用いることができ、２πの波のサイクルの部分角度としての位相差は、距離の変化として、ビーム波長の分数に変換することができる。
【０００５】
それぞれの増加的／減殺的干渉サイクルは反復ピクセル強度変化パターンを生じるから、ある干渉パターン内の個々のピクセルの強度値は測定ビームの一波長を限界とする測定値を与え、この限界はアンビギュイティインターバルと称される。検査表面と基準表面の間の相対高さ変化として表される表面構造を測定するためのアンビギュイティインターバルは一般に、反射の下で測定される高さ変化の２倍がビーム領域間の光路長差になるから、１/２波長に限定される。それでも、１/２波長より大きく高さが緩やかに変化する検査表面は、「位相アンラッピング」と称される、隣接するピクセル間の変化は１/２波長アンビギュイティインターバル内にあると仮定する処理によって測定することができる。それにもかかわらず、可視範囲内の測定ビームに対する４００ｎｍより狭いアンビギュイティインターバルでは、極めて平滑な表面しかこの種の測定に適していない。
【０００６】
ビーム領域間の位相差へのピクセル強度の変換は、ピクセル強度が干渉以外の多くの影響を受けるため、問題がおこり得る。例えばピクセル強度は、照明条件のためまたは検査表面の局所反射率によってさえ、撮像視野にわたって変化し得る。位相シフト干渉法は、増加的／減殺的干渉サイクルを通してそれぞれのピクセルをシフトさせるために光路長差を一段ずつ変化させて一連の干渉パターンを形成することでこの問題を打破するために、開発された。すなわち、それぞれのピクセルの強度をそれ自身の増加的／減殺的干渉サイクル内の強度変化の範囲に対して比較することができる。わずか３段の位相シフト干渉パターンからのデータを用いて、ピクセル強度を高さ変化の有用な尺度に変換することができる。
【０００７】
機械加工金属表面のような、表面構造変化が光学品質にほど遠い検査表面は一般に、通常の干渉法で測定することはできない。そのような表面の多くでは、ピクセル−ピクセル強度変化が非常に大きいため干渉パターン内に干渉縞は見えない。隣接ピクセル間のピクセル−ピクセル変化がアンビギュイティインターバルをこえ得るから、検査表面にかけてピクセルの高さを相互に関係付けるために位相アンラッピングを用いることはできない。
【０００８】
周波数シフト干渉法は、隣接ピクセル変化が従来の干渉計の通常のアンビギュイティインターバルをこえる表面として定義される、「粗い」または不連続な検査表面を測定するために利用できる、代わりの干渉法の１つである。一連の干渉パターンが、それぞれの干渉パターンの間で測定ビーム周波数を変えて取り込まれる。ビーム周波数の変化による個々のピクセルの増加的干渉と減殺的干渉の間の強度変化のレートは対象ビーム領域と基準ビーム領域の間の光路長差の関数であることが知られている。波長変化の累積効果は大きな光路長差をさらに上回る。
【０００９】
ビーム周波数が取り込まれる干渉フレーム間で段階的に変えられるか、あるいはビーム周波数が連続的に変えられて干渉フレームが段階的にサンプリングされるかにかかわらず、取り込まれる干渉フレーム間のビーム周波数差は、ピクセルが増加的干渉／減殺的干渉の一サイクルを受ける光路長差に相当する合成波長を確立する。[光の速度/ビーム周波数の段差]として定義することができる合成波長は、測定ビームの波長よりかなり長くなることができ、拡大アンビギュイティインターバルを与えることができる。
【００１０】
測定範囲を拡大する(すなわち、アンビギュイティインターバルを大きくする)ためには合成波長が長いほど好ましく、測定の分解能(すなわち、識別され得る最小高さ差)を向上させるためにはサンプリングされる干渉フレーム数(すなわち、干渉パターンを取り込むビーム周波数段数)が多いほど好ましい。しかし、同時に、周波数段差の大きさ及び周波数段数は、通常は周波数可変レーザ源である、光源の周波数可変範囲によって制限され得る。周波数段数を多くすると、干渉パターンを取り込むための時間及び取り込まれたデータの処理に必要な時間のいずれもが長くなる。
【００１１】
不連続な表面または相互オフセット表面をもつ対象物は、周波数シフト干渉計の拡大アンビギュイティインターバルさえもこえ得る。オフセット表面を個々に測定することはできるが、オフセット表面を相互に関係付けるには別の測定が必要になり得る。表面の個々の測定及び表面間の別の測定は、時間がかかり、共通基準に対する検査表面の全体的測定値を提供するために相互に正確に関係付けることは困難であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は１つないしさらに多くの好ましい実施形態において、相互のオフセットが干渉計の通常のアンビギュイティインターバルをこえる多重表面を同時に測定するための位置に周波数シフト干渉計に対して検査対象物を取り付けるために、周波数シフト干渉計に関するいくつかの情報に検査対象物に関するいくつかの「先験的な」情報を関係付ける。本発明はさらに、系統的強度変動及び副次キャビティ、すなわち測定を想定していない表面から生じる干渉パターン、の寄与を含む測定値への誤差源の影響を抑えるに適し得る。多重表面を有する多くの検査対象物に対し、単一測定サイクル内で共通基準に対し所望の確度で多重表面を測定することができる。高速測定、単純化されたプロセス及び低コスト製造の利点を本発明によって実現することができる。
【００１３】
周波数シフト干渉計による検査対象物の多重表面の表面構造変化を測定する方法としての本発明の一態様は検査対象物及び周波数干渉計のいずれに関する情報も取得するステップを含む。検査対象物に関して取得される情報には、基準軸に沿う、検査対象物の多重表面の間隔がある。周波数シフト干渉計に関して取得される情報には、表面構造変化が明確に測定され得る、測定軸に沿う、一連のアンビギュイティインターバルがある。さらに、アンビギュイティインターバル間の境界に隣接する除外域が選定される。検査対象物は、検査対象物の多重表面が周波数シフト干渉計のあらかじめ定められたアンビギュイティインターバル内にあって除外域の外にあるように、干渉計に対して取り付けられる。
【００１４】
多重表面の間隔に関して個々の表面が合わせられる特定のアンビギュイティインターバルが知られるに十分な情報が取得される。この情報により、アンビギュイティインターバル自体の解釈、既知の一つのアンビギュティ間隔内で取得されたデータの既知の別のアンビギュティ間隔内で取得されたデータとの比較、及び両アンビギュイティインターバルからのデータの共通基準との比較が可能になる。
【００１５】
検査対象物はその基準軸を干渉計の測定軸に合わせて取り付けられることが好ましい。取付位置は検査表面がアンビギュイティインターバル内の比較的中心にあるように設定されることが好ましい。アンビギュイティインターバルは周波数シフト干渉計のあらかじめ定められたビーム周波数段差に関係付けられる合成波長から導かれる。局所表面高さの単位において、アンビギュイティインターバルは合成波長の１/４に相当する。アンビギュイティインターバルのそれぞれは、ピクセル強度変調周波数がビーム周波数の総変化範囲にわたる増加的／減殺的干渉サイクルの数に対応すれば、ピクセル強度変調周波数の範囲にわたることが好ましい。
【００１６】
ピクセル強度変調周波数のサブセットは一連の個別測定領域として定義されることが好ましく、変調周波数は測定領域から除外されたアンビギュイティインターバルの１つないしさらに多くの境界に近接する。検査対象物の多重表面は複数の測定領域内にあることが好ましい。
【００１７】
アンビギュイティインターバルのそれぞれは、周波数シフト干渉計がデータ収集のために段階的に変えられるそれぞれのビーム周波数の範囲によって制限される変調周波数の同様のセットに関係付けられる。アンビギュイティインターバル内の検査表面の推定される位置にしたがってさらに変調周波数をアンビギュイティインターバルから除外することができる。例えば、多重表面の間隔が変化するとは考えられない範囲をこえる変化範囲に関する追加情報を取得することができ、そのような範囲に整合する測定域を検査表面のそれぞれに対して定めることができる。次いで、検査対象物の多重表面の測定域が除外域の外側にあるように、検査対象物が取り付けられる。検査対象物の様々な表面に対応する様々なピクセルセットを、それぞれのピクセルに変調レートの最も近い変調周波数を決定するために、測定域内の様々な変調周波数数セットに対して整合させることができる。
【００１８】
本発明の別の態様は共通基準に対して検査対象物の多重表面を測定する方法に関する。複数の検査表面を有する検査対象物は周波数シフト干渉計による測定のための位置に取り付けられる。複数の検査表面は基準表面とともに、検査表面を基準表面と比較する干渉パターンを形成するコヒーレント光ビームを用いて撮像される。測定ビームの周波数は段階的にシフトされて、シフトされる毎に検査表面及び基準表面が改めて撮像され、一連の相異なる測定ビーム周波数における相異なる干渉パターンが得られる。段階的にシフトされるビーム周波数に基づくアンビギュイティインターバルは、その範囲内では基準表面に対する検査表面の高さ変化が明確に決定され得る、測定範囲に相当する。検査表面は、検査表面がアンビギュイティインターバルの境界から隔てられるように、複数のアンビギュイティインターバル内にまとめて配置される。
【００１９】
アンビギュイティインターバルの境界に隣接して除外域が定められることが好ましく、検査表面はアンビギュイティインターバルの除外域の外にあることが好ましい。測定ビーム周波数の段階的シフトは、段階的周波数シフトの総和に対応する周波数範囲にわたる、ビーム周波数のシフトを含むことが好ましい。干渉パターンはピクセル強度のアレイとして取り込むことができ、ピクセルのそれぞれの強度は変調周波数における増加的／減殺的干渉条件によって変化する。
【００２０】
アンビギュイティインターバルのそれぞれはピクセル強度変調周波数の範囲にわたる。アンビギュイティインターバルのそれぞれは段階的ビーム周波数シフトの数で制限される変調周波数の同様のセットに関連付けられることが好ましい。段階的ビーム周波数シフトの数の１/２に等しい周波数に近接する変調周波数はアンビギュイティインターバルから除外されることが好ましい。ゼロ周波数に近接する変調周波数もアンビギュイティインターバルから除外されることが好ましい。追加の変調周波数は検査表面の推定される位置にしたがってアンビギュティ幅から除外され得る。
【００２１】
本発明のまた別の態様は周波数シフト干渉計を用いる検査対象物の多重表面の測定に関する。検査対象物の表面のそれぞれに対して、測定域を含む検査表面に関するデータが取得される。干渉計の基準面に対するアンビギュイティインターバルが決定される。個々のアンビギュイティインターバル内の検査表面の測定域をまとめて合わせ込むために干渉計に対する検査対象物の取付位置が決定される。検査対象物が取付位置に取り付けられ、合わせ込まれた測定域のそれぞれに関連付けられたアンビギュイティインターバルが選定される。段階的に変化する測定ビーム周波数において検査表面と基準表面の間に一連の干渉パターンが形成される。一連の干渉パターンからのピクセル強度データが変調周波数に変換され、さらに、検査表面がおかれたアンビギュイティインターバルに関する検査表面内の及び検査表面間の高さ変化に変換される。
【００２２】
ピクセル強度データの変換は測定域の外側のデータの除外を含むことが好ましい。検査対象物の取付は、参照される取付位置に検査対象物をおくために干渉計の基準面に対する検査対象物の相対的調節を含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一実施形態にしたがうフィゾー型構成の周波数シフト干渉計の略図である。
【図２】図２は、３つの相対的にオフセットされている表面を有する、検査対象物の平面図である。
【図３】図３は、相対的にオフセットされた表面の像の基準表面の像との重ね合わせからとられたスペックルパターンを示す、カメラフレームを表す。
【図４】図４はピクセル変調周波数を、干渉計の合成波長を単位とする、ピクセル高さの関数としてプロットしたグラフである。
【図５】図５は、５０ＧＨｚの周波数段差及び総数で１２８段のビーム周波数に基づき、ピクセル変調周波数をピクセル高さの関数としてプロットした同様のグラフである。
【図６】図６は、検査対象物の検査表面に対する比較のために、図５のグラフを向きを変えて示す。
【図７】図７は、検査対象物表面の推定される位置を囲む限定された測定域を示す、反復ビンシーケンス内のピクセル変調周波数をプロットした拡大グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図２にも示されるように第１の検査表面１４，第２の検査表面１５及び第３の検査表面１６を有する検査対象物１２を測定するための共通路(例：フィゾー型)構成の周波数走査型干渉計１０が図１に示される。３つの表面１４，１５及び１６上の点の間の高さ変化が複数の測定ビーム周波数における各点に対する干渉データを収集して評価することにより基準面１８に比較して測定される。
【００２５】
干渉計１０に好ましいコヒーレント光源は、レーザ発振キャビティ２２及びフィードバックキャビティ２４を有する、モード選択周波数可変レーザ２０である。角度可調回折格子２６として示されるリトロー型の周波数調節器がフィードバックキャビティ２４の一端を形成し、周波数可変レーザ２０の出力ビーム周波数を調節するためにある範囲の角度αにわたってドライバ３０によって向きを変えられるように、ピボット軸２８を中心にして調節可能である。角度可調回折格子２６は１次回折光を逆行反射し、レーザ発振キャビティに戻して、受ける損失が最小のレーザ発振周波数に影響する。様々な周波数が回折格子２６の傾角αの関数としてレーザ発振キャビティに戻される。
【００２６】
周波数シフト干渉計１０のデータ処理操作を簡易化する目的のため、回折格子２６は、モード間隔幅をおいて周波数可変レーザ２０の出力周波数を段階的に変えるためにレーザ発振キャビティにより優遇されるビーム周波数モードの間で選択するため、多くの角位置にわたって軸旋回する。回折格子２６からの０次反射は、周波数可変レーザ２０の出力として、測定ビーム３２を異なる方向に反射する。折返しミラー(図示せず)が回折格子２６とともに動いて、測定ビーム３２に対し、単一出力方向を維持する。そのような折返しミラーは、名称を「可調外部キャビティを有する周波数可変レーザシステム(TUNABLE LASER SYSTEM HAVING AN ADJUSTABLE EXTERNAL CAVITY)」とする、米国特許第６６９０６９０号の明細書に示される。この特許明細書は本明細書に参照として含まれる。
【００２７】
そのような周波数可変レーザのさらなる詳細は、名称を「モード選択周波数可変システム(MODE-SELECTIVE FREQUENCY TUNNING SYSTEM)」とする、共通に譲渡された米国特許第７２０９４７７号の明細書に与えられている。この特許明細書は本明細書に参照として含まれる。複数の離散ビーム周波数を出力するように構成することができる、連続周波数可変レーザを含む、その他の周波数可変レーザも本発明にしたがって用いることができる。名称を「モード選択チューナーからの光フィードバック(OPTICAL FEEDBACK FROM MODE SELECTIVE TUNER)」とする、共通に譲渡された米国特許第７２５９８６０号の明細書で説明されるようなフィードバックシステム(図示せず)を、周波数可変レーザの出力をさらに調節するため、または干渉データの以降の処理に関与するために、用いることができる。この特許明細書は本明細書に参照として含まれる。周波数可変レーザ２０によって出力される測定ビーム３２は共通光路に沿って基準表面１８と検査対象物１２の３つの検査表面１４，１５及び１６のいずれにも伝搬する。測定ビーム３２の一方の領域は基準ビームとして基準表面から反射され、測定ビーム３２の他方の領域は基準表面１８を透過して、対象ビームとして３つの検査表面１４，１５及び１６から反射される。測定ビーム３２の基準表面１８と３つの検査表面１４，１５及び１６のいずれへの測定ビーム３２の通過も可能にするビームスプリッタ３４が戻りの基準ビーム及び対象ビームを、結像光学系３８及び、検査対象物１２の３つの検査表面１４，１５及び１６の画像と基準表面１８の画像の重ね合わせとして基準ビームと対象ビームの間の干渉パターンを記録するための、検出器アレイ４０(例：電荷結合ダイオードアレイ)のいずれも備えるカメラ３６に向ける。
【００２８】
３つの検査表面１４，１５及び１６の画像と基準表面１８の画像の重ね合わせは、検出器アレイ４０に重なる像平面４２内に、図３に示されるような干渉パターン６０を形成する。干渉パターン６０は、測定ビームの１/２波長に近接するかさらに大きい表面粗さを表すスペックル干渉パターンとして示される。周波数可変レーザ２０によって出力される様々な測定ビーム周波数のそれぞれにより様々なスペックル干渉パターンが形成される。レーザ２０の動作も制御する、コンピュータ４４が、ピクセル毎ベースでカメラフレーム６２内に取り込まれた様々な干渉パターンを、検出器アレイ４０の像平面４２全体にかけて参照されるビーム強度の局所尺度として処理する。
【００２９】
複数の干渉パターン(ｎ＝１〜Ｎ)にわたって、検出器アレイ４０のそれぞれのピクセル(ｉ,ｊ)に対する強度データＩ(ｉ,ｊ,ｎ)が強度データセットとして集められる。それぞれの強度データセット内で、個々のピクセル(ｉ,ｊ)がＮ個の異なる測定ビーム周波数νにおいてつくられた干渉パターンに対応するＮ個の強度値に関係付けられる。
【００３０】
強度データセットはフーリエ変換のような演算により局所検査表面の高さＨ(ｉ,ｊ)の近似表面構造尺度に変換される。フーリエ変換はそれぞれのセットの強度値を規則的に変化するビーム周波数νの関数として、検査表面１４，１５または１６の１つの上の対応する点の局所高さＨ(ｉ,ｊ)に正比例する変調周波数Ｆをそれ自体が有する、ピーク振幅正弦波の形態で表すために用いることができる。相異なる局所高さＨ(ｉ,ｊ)のそれぞれは、サンプリングされたビーム周波数νの範囲にわたって個々のピクセルで生じた増加的／減殺的干渉サイクルの数に対応し、ピーク振幅正弦波の周波数Ｆとしてまたはそのエイリアスとしてフーリエ変換から明らかである、一意的変調周波数Ｆと関連付けられる。
【００３１】
そのような処理の例は、名称を「周波数走査型干渉計のための多段階データ処理(MULTI-STAGE DATA PROCESSING FOR FREQUENCY-SCANNIG INTERFEROMETER)」とする米国特許第６７４１３６１号の明細書に見ることができる。この特許明細書は本明細書に参照として含まれる。間隔が均等ではない測定ビーム周波数による強度パターンも基準ビームと対象ビームの間の局所光路長差の同様の尺度に変換することができるが、等しいビーム周波数間隔Δνにおいて様々な干渉パターンを生成し、高速フーリエ変換(ＦＦＴ)を用いてピーク振幅正弦波を見いだすことによって、単一ピクセルのデータのそれぞれのセットからの検査対象物１２の近似局所高さＨ(ｉ,ｊ)の計算を簡単にすることができる。
【００３２】
検査対象物１２は、検査対象物１２の基準軸５２及び干渉計１０の測定軸５４のいずれとも一致する、移動ステージ５０の軸４８に沿う平行移動が可能なテーブル４６上に取り付けられる。コンピュータ４４は基準面１８に対する３つの検査表面１４，１５及び１６の位置の調節のために移動ステージ５０も制御する。コンピュータへの入力デバイス５６(例：キーボード)が検査対象物１２に関する情報のコンピュータ４４への入力を提供する。例えば、検査対象物１２は、基準軸５２に沿う検査表面１４，１５及び１６の相対オフセットを含む、いくつかの指定にしたがってつくられることが好ましい。オフセット情報が、測定軸５４に沿う基準表面１８に対する検査対象物１２の相対的な位置決めのために、ビーム周波数段差Δνとともにコンピュータ４４に入力されることが好ましい。
【００３３】
コンピュータ４４内において、取り込まれたＮ個の干渉パターン６０からの強度測定値が、ＮとΔνの積として算出される、全サンプリングビーム周波数幅νにわたって個々のピクセルの強度が変化する、干渉縞の数(増加的／減殺的干渉サイクル)を表す変調周波数Ｆにピクセル−ピクセルベースでフィッティングされる。サンプリングビーム周波数範囲ＮΔνにわたる縞の数Ｆは、式(１)：
【数１】
0005684149.tif 000002
【００３４】
のように、基準表面１８からの個々のピクセルの高さＨに関係付けられる。ここでｃは光の速度である。
【００３５】
干渉計１０のビーム周波数νは、総段数Ｎにわたり、均等な周波数段差Δνでシフトされる。周波数段差Δνは、一増加的／減殺的干渉サイクルにかけてピクセルの強度をシフトさせるに必要な対象ビームと基準ビームの間の光路長差として、変調周波数Ｆの実効波長λ実効を定める。λ実効は、式(２)：
【数２】
0005684149.tif 000003
【００３６】
のように計算することができる。
【００３７】
高さＨが実効波長の１/２に等しいピクセルを考えると、とられた周波数サンプルの数Ｎに等しい変調周波数Ｆ(すなわち、全測定ビーム周波数範囲ＮΔνにわたる干渉縞の数)が、総周波数段数Ｎによって得られるであろう。したがって、０〜Ｎの変調周波数範囲が０〜実効波長λ実効の１/２のピクセル高さの変化に関係付けられる。(１/２)λ実効〜λ実効のピクセル高さの次の範囲により変調周波数ＦはＮ〜２Ｎに漸増するが、連続するピクセル高さ範囲のそれぞれによる、さらに高い変調周波数Ｆは、(１/２)λ実効の整数倍に等しいピクセル高さによって分けられるそれぞれの相手から弁別できない。ビーム周波数段差Δνによって制限されるような、総ピクセル高さ明瞭測定範囲ＵＯは、式(３)：
【数３】
0005684149.tif 000004
【００３８】
によって与えられる。
【００３９】
総アンビギュイティインターバルとも称される、総ピクセル高さ明瞭測定範囲ＵＯは、一般に０.５〜１μｍである、測定ビームの公称波長の１/２よりかなり大きい。例えば５０ＧＨｚの段差Δνにおいて、アンビギュイティインターバルは３.０ｍｍである。
【００４０】
完全な一増加的／減殺的干渉サイクルは単一の周波数段差Δν内において(１/２)λ実効のピクセル高さでおこるから、総数Ｎの干渉サイクルは、全ビーム周波数範囲ＮΔν内で(１/２)λ実効のピクセル高さにおいて周波数ＦがＮに等しくなるとおこる。しかし、Ｎ個のサンプルから明確に決定され得る最高周波数はナイキスト周波数限界(１/２)Ｎに制限される。したがって、ナイキストピクセル高さ明瞭測定範囲ＵＮは、式(４)：
【数４】
0005684149.tif 000005
【００４１】
のように与えられる。
【００４２】
変調周波数Ｆは、変調の実効波長λ実効の１/４の、ナイキストアンビギュイティインターバルとも称される、ナイキストピクセル明瞭測定範囲ＵＮにより、０と(１/２)Ｎの間で測定可能である。ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮは公称測定ビーム波長よりまだ何倍も(例：≦１５００)大きく、５０ＧＨｚの段差Δνにおいて１.５ｍｍになる。
【００４３】
一般に、高さ値Ｈを決定することができる分解能Ｒは、実効波長λ実効及びサンプリングされる周波数段差Δνの数Ｎの両者に基づいて、式(５)：
【数５】
0005684149.tif 000006
【００４４】
で与えられる。したがって、干渉サンプル数Ｎを大きくするほど細かい分解能が得られるが、総アンビギュイティインターバルＵＯまたはナイキストアンビギュイティインターバルＵＮはいずれも変わらない。分解能Ｒは、Ｎ個のサンプルにわたってとられたピクセル強度測定値を(１/２)Ｎ個周波数ビンセットの１つないしさらに多くに変換する、離散フーリエ変換(ＤＦＴ)の整数ビン間のピクセル高さ間隔にも相当する。周波数ビン数ｍを乗じた分解能Ｒは、ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内のピクセル高さの尺度である。
【００４５】
図４のグラフは、打切り変調周波数Ｆがピクセル高さＨの関数としてプロットされ、横軸に沿って反復される、実効波長λ実効の１/２に等しい総アンビギュイティインターバルＵＯを、縦軸に沿う、ナイキスト周波数限界(１/２)Ｎの最大弁別可能周波数Ｆとともに示す。基準面１８から(１/２)λ実効のピクセル高さＨにおいてピクセルが全ビーム周波数範囲ＮΔνにわたって受ける増加的／減殺的干渉のサイクル数(すなわち干渉縞数)Ｆは、(１/２)Ｎサイクルに等しい(式(１)を見よ)。(１/２)λ実効のピクセル高さＨにおけるサイクル数ＦはＮサイクルに等しく、λ実効のピクセル高さにおけるサイクル数Ｆは２Ｎサイクルに等しいが、サンプル数Ｎは限定されているから、グラフは、(１/４)λ実効(ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ)のピクセル高さで達するナイキスト周波数限界(１/２)Ｎにおいて下方に折り返され、(１/２)λ実効(総アンビギュイティインターバルＵＯ)のピクセル高さの増分でパターンを反復する。すなわち、式(１)から推定される結果とは逆に、グラフはその元々の勾配に沿って連続することはなく、反復して総アンビギュイティインターバルの中間で折り返されてナイキスト周波数限界下にとどまる。サンプル数Ｎが制限されていなくとも、実効波長λ実効の１/２の総アンビギュイティインターバルＵＯ及び実効波長λ実効の１/４のナイキストアンビギュイティインターバルＵＮは変わらないでそのままであろうが、分解能Ｒは細微最限界に近づくであろう。
【００４６】
実用上の観点から、０及びナイキスト周波数限界(１/２)Ｎに近い変調周波数Ｆの測定値は除外される。カットオフライン６４より下のゼロ変調に近接する測定値は、ビーム周波数変化範囲にわたってサンプリングされる増加的／減殺的干渉サイクルの干渉縞数が少なすぎるために除外される。カットオフライン６６より上のナイキスト周波数限界に近接する測定値は、測定値間に表される変化が僅かすぎるために除外される。スクリーントーンのハッチングはそのような実用上の観点によって除外される、横軸に沿う、領域６８を示す。
【００４７】
基準表面からのピクセル高さの同様のグラフが、５０ＧＨｚの周波数段差Δνの総段数Ｎ＝１２０に対して、図５にプロットされている。反復される実効波長λ実効の１/２である総アンビギュイティインターバルＵＯは３ｍｍのピクセル高さに等しい。Ｎ＝６４におけるナイキスト周波数限界により(１/２)λ実効サイクルのそれぞれが半分で折り曲げられて、その内部では周波数勾配がナイキスト周波数限界の中点から逆方向に向かう、均等な(１/４)λ実効セクションによって、ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮがつくられる。したがって、ゼロと６４の間の周波数Ｆの計算値のそれぞれはピクセル高さ測定値の範囲をゼロから(１/４)λ実効に制限するが、(１/２)λ実効の整数倍によって分けられた第１のピクセル高さセット及び、測定されたピクセル高さのからの(１/２)λ実効差だけ第１のピクセル高さセットのそれぞれからオフセットされた、第２のピクセル高さセットにおそらく対応する。例えば、周波数Ｆの１６に等しい計算値は、第１の総アンビギュイティインターバルＵＯの両半分内の(１/１６)λ実効及び(７/１６)λ実効，第２の総アンビギュイティインターバルＵＯ内の(９/１６)λ実効及び(１５/１６)λ実効，及び第３の総アンビギュイティインターバルＵＯ内の(１７/１６)λ実効及び(２３/１６)λ実効のピクセル高さに変換される。
【００４８】
除外領域６８によって表されるようなカットオフ周波数６４及び６６は、測定値の変化が十分ではないかまたはサンプリングされた変調サイクルが変調周波数を識別するには僅かでしかないため、基準表面１８から１.５ｍｍの整数倍に近接するピクセル高さＨの測定値を制限する。
【００４９】
図６に示されるように、実効変調波長λ実効の１/４(ナイキスト明瞭測定範囲ＵＮ)ないしさらに大きい高さ差に近づく距離だけ拡がるかまたは段差がある表面をもつ、検査対象物１２のような、検査対象物は検査対象物１２の検査表面１４，１５及び１６を一括して有効測定領域内に配置するために基準表面１８に対して高さＨの方向で調節することができる。多くの場合、検査対象物１２の全体形状は前もって知られており、多重表面１４，１５及び１６の推定される位置のそのような先験的知識は、多重表面１４，１５及び１６を有効測定領域内に配置するために、有効測定領域の先験的知識と組み合わせてコンピュータ４４に入力することができる。個々の検査表面１４，１５及び１６にかかる高さ変化の推定される範囲も検査対象物の位置決めのために考慮することができる。
【００５０】
検査対象物１２上のそれぞれの検査表面１４，１５及び１６の位置がナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内で知られていれば、いずれのアンビギュイティインターバル内にそれぞれの検査表面があるかを知ることも可能である。すなわち、０と(１/２)Ｎの間の変調周波数を、いずれのナイキスト明瞭測定範囲ＵＮ内に表面があるかに依存して、０と(１/４)λ実効の間または(１/４)λ実効と(１/２)λ実効の間の高さ測定値Ｈに変換することができ、最終的にいずれの総明瞭測定範囲ＵＯ内に表面があるかに基づき(１/２)λ実効の適切な倍数によってスケーリングすることができる。
【００５１】
下の表１において、検査対象物１２から集められたピクセル強度データが検査表面１４，１５及び１６内の個々のピルセルの高さＨを、Ｎ＝１２８のサンプル数に基づいて０と６４の間の第２列のフーリエ周波数ビンに割り当てる。
【表１】
0005684149.tif 000007
【００５２】
いずれのナイキストアンビギュティ幅ＵＮ内に表面１４，１５及び１６があるか(第３列を見よ)に基づいて、対応する周波数Ｆ(第４列を見よ)を決定することができる。表面１４，１５及び１６のそれぞれの高さＨは式(１)を式(６)：
【数６】
0005684149.tif 000008
【００５３】
に書き換えることで直ちに計算することができる。
【００５４】
総段数Ｎ＝１２０で５０ＧＨｚの周波数段差Δνに基づいて測定周波数ビンを高さＨの測定値に換算するさらに完全な表２を下に示す。
【表２】
0005684149.tif 000009
【００５５】
表２は、図４及び５のグラフが示すように、奇ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内の０から６４((１/２)Ｎ)までのビン番号の増加は変調周波数Ｆ及びピクセル高さＨの増大に対応するが、偶ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内の同じく０から６４((１/２)Ｎ)までのビン番号の増加は変調周波数Ｆ及びピクセル高さＨの減少に対応することを示す。したがって、ピクセル強度変化の尺度を高さの尺度に適切に変換するためには、検査表面１４，１５及び１６が奇ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内にあるか、それとも偶ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内にあるかを知ることが特に重要である。
【００５６】
３つの検査表面１４，１５及び１６の内の１つないしさらに多くが除外領域６８の１つに合うことを回避するため、検査表面１４，１５及び１６を一括してそれぞれのナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの中心におくために、特に図６に示されるような、平行移動ステージ５０を用いることができる。表面１６は第１のナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの正確に中心におかれて示されている。表面１４及び１５は、それぞれ第４ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ及び第３ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内で、それぞれの最も近い除外領域６８から等しく隔てられた位置に示される。すなわち、干渉計１０の測定軸５４に沿う検査対象物１２の相対位置調節によって実施される中心合わせの結果、３つの表面１４，１５及び１６が必ずしもそれぞれのナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内で正確に中心におかれることにはならない。除外域６８を最善に回避する必要がある場合には妥協がなされることが好ましい。
【００５７】
検査表面１４，１５及び１６は除外域６８の外側にあることが知られているから、考慮すべき離散フーリエ変換(ＤＦＴ)の結果を残りの測定領域内の変調周波数ビンに限定することができ、あるいは離散フーリエ変換(ＤＦＴ)によってサンプリングされる変調周波数範囲を除外域６８の外側の残余変調周波数に限定することができる。ＤＦＴ演算のビン限定により、処理速度を高めることができ、最高周波数近傍及び最低周波数近傍の周波数ビンの除外によって系統的強度変化及び副次キャビティを含む誤差源が抑制されるため、低反射率検査表面に対してさえ、より確かな結果が得られる。
【００５８】
表面１４，１５及び１６の位置をさらに詳細に知ることで、他の場合には理想的な測定領域内のビンを含む、余分なビンの除外が可能になる。ＤＦＴはそれぞれのピクセルに対して別個に実施されるから、表面１４，１５及び１６のそれぞれに対して異なるビン範囲をサンプリングすることができる。例えば、表面１４は第４ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮより第５ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの近くにあることが知られていれば、第３ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮと第４ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの間の除外域６８を第４ナイキストアンビギュイティインターバルＵＮ内まで拡張して、他のビンを考慮の対象から除外し、よって生じ得る他の誤差源を測定値から除外することができる。
【００５９】
図７は、異なる態様で隔てられた(他には示されていない)検査対象物の３つの検査表面７４，７５及び７６の相対高さに関する推定値に基づく、変調周波数ビンのさらに限定されたサブセット内の検査表面７４，７５及び７６の中心合わせを示す。考慮するビーム周波数段差Δνは同じく５０ＧＨｚであるが、総段数Ｎは３２に過ぎない状況において、図７の整周波数ビンのそれぞれは、分解能Ｒ([(１/２)λ実効＝３]/[Ｎ＝３２])に等価な、０.０９３７５ｍｍにわたるピクセル高さ範囲をカバーする。１.５ｍｍの高さに相当する１６の変調周波数において、ナイキスト限界に達する。整変調周波数ビン１及び１６は、３つのナイキストアンビギュイティインターバルＵＮのそれぞれの内の境界変調周波数に近接する除外域７８内にビンを入れることによって除外される。３つの表面７４，７５及び７６は、表面７４，７５及び７６のそれぞれの推定される位置が除外域７８から隔てられるように、残りのナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの領域内に一括して中心が合わせられることが好ましい。
【００６０】
(ａ)３つの表面７４，７５及び７６の残りのナイキストアンビギュイティインターバルＵＮの領域内の目標位置及び(ｂ)表面７４，７５及び７６の高さがそれをこえる変化はしないと推定される許容値に基づいて、余分のビンを除外することができる。例えば、表面７４，７５及び７６の高さＨは、３つの整周波数ビンの範囲内にある、それぞれの目標高さ値ＨＴから０.２５ｍｍより大きくは変化しないと推定されることが知られ得る。すなわち、目標周波数ビンが与えられても、表面の高さＨはおそらく目標周波数ビンよりも３つの周波数ビン内に見いだされると推定することができる。それぞれがそれぞれの目標周波数ビンに中心が合わせられて、それぞれが７つの整周波数ビンのサブセットにわたる、表面７４，７５及び７６のそれぞれに対して測定域８４，８５及び８６を定めることができる。残りの周波数ビンは、測定域８４，８５及び８６とそれぞれの隣接除外域７８の間にある、拡張除外域８８を占める。
【００６１】
３つの表面７４，７５及び７６に対する目標高さＨＴと３つの表面７４，７５及び７６の高さＨがそれをこえて変化するとは考えられない表面７４，７５及び７６のそれぞれの許容値を含む検査対象物に関する情報、並びにビーム周波数段差Δν及び段差数Ｎを含む干渉計１０に関する情報が下表のように入力として与えれば、検査表面７４，７５及び７６があるナイキストアンビギュイティインターバルＵＮのそれぞれの内の整変調周波数ビンの一意的な範囲として、測定域８４，８５及び８６を表面７４，７５及び７６のそれぞれに対して定めることができる。
【００６２】
0005684149.tif 000010
【００６３】
0005684149.tif 000011
【００６４】
下の表３に示されるように、検査表面７４，７５及び７６のそれぞれに関係付けられるピクセルの一意的な高さＨを別々に測定するためにサンプリングすることができる整周波数ビンの一意的な範囲として、測定域８４，８５及び８６を計算することができる。
【表３】
0005684149.tif 000012
【００６５】
サンプルの大きさ３２に基づく総数で１６の整周波数ビンから検査表面７４，７５及び７６のそれぞれに対する測定域８４，８５及び８６は７つの周波数ビン範囲に制限されるが、周波数ビンの特定のシーケンスは測定域８４，８５及び８６の間で変わる。３つの検査表面７４，７５及び７６は撮像されて一意的なピクセルセットにされ、検査表面７４，７５及び７６のそれぞれに付随することが知られているピクセルはそれぞれの異なる測定域８４，８５及び８６内で別々に処理することができる。さらに、検査表面７４，７５及び７６の許容値は、考慮される周波数ビンの範囲も検査表面の間で異なり得るように、相互に異なり得る。したがって、検査表面の相対高さが除外域７８を回避するだけでなく、検査表面のそれぞれに対する検査表面高さの推定変化範囲も除外域７８を回避するような位置に検査表面をおくために、検査対象物の高さの設定においても許容値を考慮に入れることができる。
【００６６】
干渉パターンからの情報セットを処理するため、検出器アレイ４０内のそれぞれのピクセルに対する強度値(ｉ,ｊ,ｎ)を、バイアス補正し、１に規格化して、式(７)：
【数７】
0005684149.tif 000013
【００６７】
のように、変調の関数として高さＨに関連付けることができる。ここでＩ'(ｉ,ｊ,ｎ)は、第ｎ測定周波数において記録された、ピクセル(ｉ,ｊ)における規格化強度値である。４πＨ/λ実効という量はΔνのビーム周波数のそれぞれのシフトにともなう、ラジアンを単位とする、位相シフトに相当する。個々のピクセルＩ'(ｉ,ｊ)は、総数Ｎの位相シフトにより、式(８)：
【数８】
0005684149.tif 000014
【００６８】
に表されるように、総数でＦ＊２πの増加的／減殺的干渉サイクルを受けると推定することができる。ここで式(８)は式(２)の代入による式(１)の書き換えである。
【００６９】
与えられたピクセル(ｉ,ｊ)に対する規格化強度値のセットＩ'(ｎ)の周波数成分を評価するため、離散フーリエ変換が式(９)：
【数９】
0005684149.tif 000015
【００７０】
のように与えられる。ここで、Ｍはフーリエ周波数空間にわたって均等に分布する周波数成分サンプルの総数であり、ｍはフーリエ周波数空間にわたって１からＭまで順序付けられた周波数成分の１つを表し、Ｋ'(ｍ)は、順番がｍの(周波数ビンとも称される)個々の周波数成分サンプルのそれぞれがそれぞれのピクセル(ｉ,ｊ)の記録されたデータ点強度Ｉ'(ｎ)の干渉周波数にどれだけ良く整合するかの尺度を表す。
【００７１】
概念的に示されるように測定域８４，８５及び８６の外側のビンにあるデータを単に無視するだけでなく、フーリエ変換を測定域８４，８５及び８６のそれぞれに対して最適化することができる。隣接ビンのゼロパディングを含む既知の数学的技法が、測定域８４，８５及び８６内のビンを計算するだけによる、さらに高密度のビン間隔及びさらに高速の処理を提供する。
【００７２】
例えば、測定数Ｎ＝３２で、変調周波数Ｆが奇アンビギュイティインターバルのＮ/２の範囲内で６干渉縞と１０干渉縞の間にあると推定される場合を考えると、フーリエ周波数サンプル数Ｍは１２８に増大し得るが、値の計算はビン２４〜３９に対して行われるだけである。変調周波数Ｆの推定範囲を利用することにより、さらに少ない測定でサンプリングして、さらに高いビン密度を得ることができる。最高強度ビンに隣接するビンから得られる強度を、変調周波数のサブビン分解能を得るために、既知の内挿技法(例：重心法)によって用いることもできる。
【００７３】
多重表面をもつ検査対象物を測定するための方法の一例は、図１の検査対象物１２のような、検査対象物に関するデータを入力するステップ８０で始まる、一連のステップを含む。入力デバイス５６によりコンピュータ４４に、例えば制御コンピュータプログラムのフォームフィールド内に、入力することができるデータには、個々の検査表面１４，１５及び１６(または図７の検査表面７４，７５及び７６)についての目標高さが、検査表面高さがそれをこえて変化するとは考えられていない高さ範囲とともに含まれることが好ましい。さらに、データには対象視野内の表面の中から弁別するために検査表面１４，１５及び１６の横寸も含まれることが好ましい。
【００７４】
ステップ８２において、図７の測定域８４，８５及び８６のような、測定域が検査表面１４，１５及び１６(または７４，７５及び７６)のそれぞれに対して選定され、測定域は、先行ステップ中のデータ入力に基づいて個々の検査表面１４，１５及び１６がその範囲内に見いだされると推定される、限定された高さ範囲を含む。連続する測定値をとるために測定ビーム３２の周波数を段階的に変えるビーム周波数段差Δνに基づいて、ステップ８４において、アンビギュイティインターバルＵＮが干渉計１０の基準表面に対して定められる(例えば式(４)を見よ)。ステップ８６において検査対象物１２及び干渉計１０に関する情報が組み合わせれば、個々のアンビギュイティインターバルＵＮ内に検査表面の測定域８４，８５及び８６を一括して合わせ込むことによって、干渉計１０の基準表面１８に対する検査対象物１２の好ましい取付位置が決定される。合わせ込みプロセスの一環として、アンビギュイティインターバルＵＮの境界に隣接して除外域６８または７８が定められることが好ましく、測定域８４，８５及び８６が除外領域６８または７８から可能な限り離しておかれることが好ましい。ステップ８８において、検査表面１４，１５及び１６のそれぞれがその範囲内にあると目されるアンビギュイティインターバルＵＮが記録される。ステップ９０において、検査対象物１２が干渉計１０に、好ましくは、検査対象物１２をおくためにステップ８６で決定された好ましい取付位置に共通軸４８，５２及び５４に沿って調節された取付ステージ５０上に取り付けられる。
【００７５】
ステップ９２として開始される測定動作中に、一連の測定ビーム周波数のそれぞれにおいて、検査表面１４，１５及び１６と基準表面１８の間に干渉パターンが形成され、強度データのピクセルアレイとして取り込まれる。ステップ９４においてコンピュータ４４内で、干渉パターンからのピクセル強度データが、ビーム周波数の漸増による増加的／減殺的干渉サイクル間を個々のピクセルが遷移するレートを表す、変調周波数Ｆに変換される。測定域８４，８５及び８６の外側の変調周波数Ｆに関係付けられるデータは、誤差源を除外し、変換の速度及び確度を向上させるために、変換から除外することができる。次のステップ９６において、異なる検査表面１４，１５及び１６に関係付けられた個々のピクセルの変調周波数Ｆが、検査表面のそれぞれの内のピクセルのそれぞれの高さの尺度を分解するために、検査表面の既知のアンビギュイティインターバルＵＮと関係付けられる。
【００７６】
限定された数の実施形態を参照して本発明を示し、説明したが、添付される特許請求の範囲に述べられるような本発明の範囲を逸脱することなく、形態及び詳細に様々な変更がなされ得ることが当業者には当然であろう。したがって、より全般的に教示されるような様々な別の態様で本発明を実施することができる。例えば、周波数シフト干渉法を実施するために、マイケルソン構成及びマッハ−ツェンダー構成を含む、２アーム干渉計を用いて、本発明を同様に実施することができる。測定にかけられる検査対象物はさらに多いかまたはさらに少ない検査表面を有することができる。
【００７７】
検査対象物の検査表面の目標位置に関するデータを入力する代わりに、検査表面の位置を見積もる測定を行うことができる。検査表面の相異なる横寸を弁別して個々のピクセルをその内に仕分けることができるアンビギュイティインターバルを識別するために追加の測定または同じ干渉データの処理を用いることができる。例えば、共通に譲渡された、米国特許第７２８６２３８号の明細書は、周波数シフト干渉計を用いて検査対象物の様々な領域を弁別するための方法を開示している。この特許明細書は本明細書に参照として含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０    周波数走査型干渉計
１２    検査対象物
１４，１５，１６    検査表面
１８    基準表面
２０    モード選択周波数可変レーザ
２２    レーザ発振キャビティ
２４    フィードバックキャビティ
２６    角度可調回折格子
２８    ピボット軸
３０    ドライバ
３２    測定ビーム
３４    ビームスプリッタ
３６    カメラ
３８    結像光学系
４０    検出器アレイ
４２    像平面
４４    コンピュータ
４６    テーブル
４８    移動ステージ軸
５０    移動ステージ
５２    基準軸
５４    干渉計測定軸
５６    入力デバイス
６０    干渉パターン
【図１】
0005684149.tif 000016
【図２】
0005684149.tif 000017
【図３】
0005684149.tif 000018
【図４】
0005684149.tif 000019
【図５】
0005684149.tif 000020
【図６】
0005684149.tif 000021
【図７】
0005684149.tif 000022