(57)【要約】【課題】ピックアップ装置に用いる集光レンズ等によって形成されるスポット形状を簡易かつを精密に計測する装置を提供すること。【解決手段】レーザ光源１０２からの検査光を被検対物レンズ１０１に入射させることによって形成されたスポット像からの観察光は、対物レンズ３１、結像レンズ４１等を経てハーフミラー５１で反射され、アライメントカメラ５４に入射する。次に、支持ステージ２１に設けたＸＹステージ２１ｂを動作させて観察光のスポットがアライメントカメラ５４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。次に、画像の読取をアライメントカメラ５４から測定用カメラ７４に切り換える。次に、支持ステージ２１に設けたＸＹステージ２１ｂを再度動作させて観察光のスポット像が測定用カメラ７４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。【選択図】　　図２
2004045327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物によって集光されたスポット像を拡大して撮像面に投影する拡大光学系と、
前記撮像面に投影されたスポット像を撮影する拡大撮像手段と、
前記拡大撮像手段で撮像したスポット像を表示する表示手段と、
前記撮像面に共役な位置に配置されるオートコリメータ用光源と
を備えるスポット測定機。
【請求項２】
前記拡大光学系は、対物レンズ及び結像レンズを有する低倍投影光学系と、リレーレンズを有する高倍投影光学系とを備える請求項１記載のスポット測定機。
【請求項３】
前記オートコリメータ用光源は、前記低倍投影光学系及び前記高倍投影光学系の間に配置された分岐用ミラーによって分岐された光路上に配置される請求項２記載のスポット測定機。
【請求項４】
前記分岐用ミラーによって分岐された光路上に、被検物によって集光されたスポット像を低倍で撮影するアライメント撮像手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載のスポット測定機。
【請求項５】
前記オートコリメータ用光源を動作させて被検物の傾きを修正する際には、前記対物レンズを光路上から退避させることを特徴とする請求項２記載のスポット測定機。
【請求項６】
前記オートコリメータ用光源は、異なる波長のレーザ光を発生する複数のレーザ光源を含むことを特徴とする請求項１記載のスポット測定機。
【請求項７】
前記高倍投影光学系は、光軸方向に可動になっていることを特徴とする請求項２から請求項５記載のスポット測定機。
【請求項８】
被検物によって集光されたスポット像を拡大して撮像面に投影するスポット測定方法であって、
被検物によって集光されたスポット像を第１対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影する工程と、
前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第１センタリング工程と、
前記第１センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程と、
前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第２センタリング工程と、
前記第２センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を第２対物レンズを含む高倍投影光学系で撮影する工程と、
前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第３センタリング工程と、
前記第３センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程と、
を備えるスポット測定方法。
【請求項９】
前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系の倍率は、前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系の倍率よりも低いことを特徴とする請求項８記載のスポット測定方法。
【請求項１０】
各センタリング工程の前後いずれか又は両方において自動フォーカス工程を備えることを特徴とする請求項８及び請求項９のいずれか記載のスポット測定方法。
【請求項１１】
各センタリング工程の前後いずれか又は両方において自動調光工程を備えることを特徴とする請求項８及び請求項９のいずれか記載のスポット測定方法。
【請求項１２】
前記センタリング工程は、撮影されたスポット像の重心位置又はピーク強度位置を算出する工程と、被検物を支持するステージを前記重心位置の光軸からのずれを相殺する対応量だけ駆動する工程とを含む請求項８及び請求項９のいずれか記載のスポット測定方法。
【請求項１３】
前記自動フォーカス工程は、事前に前記低倍投影光学系又は前記測定光学系を試験的に駆動してピント方向を予測する工程を備える請求項１０記載のスポット測定方法。
【請求項１４】
前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程は、光軸方向に撮像面を段階的に移動させつつ、被検物によって集光されたスポット像を撮影する工程を含むことを特徴とする請求項８及び請求項９のいずれか記載のスポット測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、被検レンズ等によって集光されたスポット像を拡大して観察するためのスポット測定機及びスポット測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクの高密度化の為、光源波長が４０５ｍｍ、対物レンズがＮＡ０．８５を用いる光ピックアップやそれに用いる対物レンズの開発が進められている。
【０００３】
光ディスクに対し情報を記録もしくは再生するための光学式記録再生装置の光ピックアップ装置や、それに用いる集光レンズ等は、これによるビーム収束特性がピックアップ製造やレンズ品質検査において重要な課題となっており、そのスポット形状を精密に計測することが望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる結像用レンズのスポット形状を簡易かつ精密に計測することができる装置は存在しない。
【０００５】
そこで、本発明は、ピックアップ装置に用いる集光レンズ等によって形成されるスポット形状を簡易かつ精密に計測する装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るスポット測定機は、被検物によって集光されたスポット像を拡大して撮像面に投影する拡大光学系と、前記撮像面に投影されたスポット像を撮影する拡大撮像手段と、前記拡大撮像手段で撮像したスポット像を表示する表示手段と、前記撮像面に共役な位置に配置されるオートコリメータ用光源とを備える。ここで、「表示手段」は、画像表示用のディスプレイに限らず、プリンタ等を含み、「スポット像」の表示方法も画像に限らず、輝度やその他のパラメータを光軸やこれに垂直な方向にプロファイルしたグラフ、数表等にすることができる。
【０００７】
上記スポット測定機では、オートコリメータ用光源によって、レンズ等の被検物の傾きを取り除くことができるので、被検物による集光状態を正確に検出することができる。
【０００８】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記拡大光学系は、対物レンズ及び結像レンズを有する低倍投影光学系と、リレー（拡大）レンズを有する高倍投影光学系とを備える。この場合、低倍投影光学系でアライメントの動作が可能になり、拡大光学系全体でスポット像の観察が可能になる。
【０００９】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記オートコリメータ用光源は、前記低倍投影光学系及び前記高倍投影光学系の間に配置された分岐用ミラーによって分岐された光路上に配置される。この場合、低倍投影光学系を利用したオートコリメートが可能になる。
【００１０】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記分岐用ミラーによって分岐された光路上に、被検物によって集光されたスポット像を低倍で撮影するアライメント撮像手段をさらに備える。この場合、低倍投影光学系を利用したオートコリメート用のシステムを簡易なものとできる。
【００１１】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記オートコリメータ用光源を動作させて被検物の傾きを修正する際には、前記対物レンズを光路上から退避させる。
【００１２】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記オートコリメータ用光源は、異なる波長のレーザ光を発生する複数のレーザ光源を含む。この場合、被検物に特定波長に対する反射防止膜が形成されていても、波長の選択によって被検物から十分な光量の反射光を得ることができるので、前記被検物の姿勢を正確に制御することができる。
【００１３】
また、上記スポット測定機の具体的な態様では、前記高倍投影光学系が光軸方向に可動になっている。この場合、対物レンズを除くピックアップの平行光の収束度や発散度を確定することができる。又、被検物がＲ状となっていた場合の傾き調整も可能である。
【００１４】
また、本発明に係るスポット測定方法は、上記スポット測定機の具体的な態様では、被検物によって集光されたスポット像を拡大して撮像面に投影するスポット測定方法であって、被検物によって集光されたスポット像を第１対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影する工程と、前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第１センタリング工程と、前記第１センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程と、前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第２センタリング工程と、前記第２センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を第２対物レンズを含む高倍投影光学系で撮影する工程と、前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系で撮影されたスポット像に基づいて被検物をセンタリングする第３センタリング工程と、前記第３センタリング工程でセンタリングされた被検物によって集光されたスポット像を前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程とを備える。
【００１５】
上記スポット測定方法では、低倍投影光学系や高倍投影光学系を活用して段階的にセンタリングを行うので、被検物によって形成されたスポット像を測定光学系によって形成される目標の観察視野に確実に導入することができる。
【００１６】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、前記第１対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系の倍率が、前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系の倍率よりも低い。
【００１７】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、各センタリング工程の前後いずれか又は両方において自動フォーカス工程を備える。この場合、センタリングが確実になる。
【００１８】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、各センタリング工程の前後いずれか又は両方において自動調光工程を備える。この場合、センタリングが確実になる。
【００１９】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、前記センタリング工程は、撮影されたスポット像の重心位置又はピーク強度位置を算出する工程と、被検物を支持するステージを前記重心位置の光軸からのずれを相殺する対応量だけ駆動する工程とを含む。
【００２０】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、前記自動フォーカス工程は、事前に前記低倍投影光学系又は前記測定光学系を試験的に駆動してピント方向を予測する工程を備える。
【００２１】
また、上記スポット測定方法の具体的な態様では、前記第２対物レンズを含む低倍投影光学系に高倍投影光学系を付加した測定光学系で撮影する工程は、光軸方向に撮像面を段階的に移動させつつ、被検物によって集光されたスポット像を撮影する工程を含む。この場合、被検物の集光特性を光軸方向に沿って段階的に検出することができ、被検物のスポット形状を立体的に計測することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るスポット測定装置の外観的な構造を説明する図である。このスポット測定装置は、台座１１上に固定されて被検レンズを含む被検対象１００を支持する支持ステージ２１と、台座１１から鉛直方向に延びる支柱１３に取り付けられたＺ軸粗動ステージ２３と、Ｚ軸粗動ステージ２３に固定されて昇降する観察ヘッド２５とを備える。
【００２３】
ここで、支持ステージ２１は、被検対象１００をｚ軸の回りに所望の角度だけ回転させるθ回転ステージ２１ａと、被検対象１００をｚ−ｙ面内で任意の位置に移動させるＸＹステージ２１ｂと、被検対象１００をｘ軸及びｙ軸の回りに所望の角度だけ回転させるαβ回転ステージ２１ｃとを備える。これらのステージ２１ａ〜２１ｃとＺ軸粗動ステージ２３等との組み合わせにより、被検対象１００を、観察ヘッド２５に対して３次元的に任意の配置及び姿勢に保持することができる。
【００２４】
観察ヘッド２５の下端には、複数の異なる倍率の対物レンズ３１、３２を取り付けたレボルバ３４が固定されており、各対物レンズ３１、３２を切り換えて光路上に配置することができる。具体的な実施例では、各対物レンズ３１、３２の倍率をそれぞれ５倍、１００倍とした。ここで、対物レンズの倍率とは、結像レンズ４１との焦点距離の比率であり、例えば結像レンズの焦点距離ｆｃ＝１８０ｍｍであれば、対物レンズの焦点距離ｆｏ＝１．８ｍｍのとき、この対物レンズは１００倍である。観測ヘッド２５の内部には、対物レンズ３１、３２からの平行光束を一旦集光させる結像レンズ４１と、結像レンズ４１を経て収束される光束を部分的に分岐するハーフミラー５１と、ハーフミラー５１によって分岐された光路上に配置される分岐光学系５２と、結像レンズ４１の集光点近傍において光路上に退避可能に配置されるＮＤフィルタ６１と、ＮＤフィルタ６１の近傍において光路上に退避可能に配置されるチャート６３と、結像レンズ４１の焦点後方に配置されてｚ軸方向すなわち光軸方向に移動可能な高倍率撮像部７１とが配置されている。
【００２５】
ここで、レボルバ３４に固定された高倍率側の対物レンズ３１は、ピエゾ素子を内蔵するＺ軸微動装置３５によってＺ軸方向すなわち光軸方向に微動可能になっている。
【００２６】
分岐光学系５２は、ハーフミラー５１によって分岐された低倍像を撮影するアライメントカメラ５４と、オートコリメータ用光源である一対のレーザ光源５５、５６とを備える。アライメント撮像手段であるアライメントカメラ５４には、ハーフミラー５４ａで反射された分岐光が入射する。また、レーザ光源５５からの例えば波長４１０ｎｍの第１コリメータ光は、ダイクロイックミラー５６ａ及びハーフミラー５４ａ、５１を経て、結像レンズ４１に入射し、平行光束となってレボルバー３４に向かう。また、レーザ光源５６からの例えば波長６５５ｎｍの第２コリメータ光も、ダイクロイックミラー５６ａ及びハーフミラー５４ａ、５１を経て、結像レンズ４１に入射し、平行光束となってレボルバー３４に向かう。なお、ダイクロイックミラー５６ａは、誘電体多層膜の形成したものからなり、異なる波長の第１及び第２コリメータ光を効率よく結合して同一光路に導く。
【００２７】
チャート６３は、高倍率撮像部７１に投影されるスポット像やアライメント像の光軸からの偏心量を視覚的に計測するためのものであり、これに設けたスケールに対応する量だけ被検対象１００を変位させたり姿勢を調節したりすることで、スポット像やアライメント像を比較的簡単に調整することができる。なお、高倍率撮像部７１によってスポット像を読み取って画像処理する最終的計測時には、チャート６３を光路上から取り除く。
【００２８】
高倍率撮像部７１は、リレー（拡大）レンズ７３と拡大撮像手段である測定用カメラ７４とを備える。リレー（拡大）レンズ７３には、結像レンズ４１を経て一旦集光された観察光が入射して、被検対象１００によって形成されたスポットの拡大像を測定用カメラ７４の撮像面７４ａに投影する。リレーレンズ７３を介在させることで、測定用カメラ７４には、アライメントカメラ５４の例えば１０倍の像が投影される。つまり、高倍率の対物レンズ３１と低倍率の対物レンズ３２を交換して用いることにより、測定用カメラ７４では５０倍と１０００倍の像を観察することができる。なお、アライメントカメラ５４では、対物レンズ３１、３２の交換によって５倍と１００倍の像を観察することができる。
【００２９】
以上のスポット測定装置において、対物レンズ３１、３２、結像レンズ４１、及びリレーレンズ７３は、拡大光学系すなわち測定光学系を構成する。
【００３０】
図２は、図１に示すスポット測定装置の制御系を説明する図である。このスポット測定装置は、制御系として、支持ステージ駆動装置２６と、昇降ステージ駆動装置２７と、対物倍率変更用のレボルバ駆動装置３６と、オートコリメータ用の一対のレーザドライバ５７、５８と、輝度調節用のフィルタ駆動装置６５と、撮像部駆動用の撮像部駆動装置７６と、測定用のレーザドライバ１１０と、これらを統括的に制御するコンピュータ８０とを備える。なお、レボルバ駆動装置３６は、Ｚ軸微動装置３５を構成するピエゾ素子に駆動電圧を供給するＤ／Ａ変換回路等も内蔵している。
【００３１】
支持ステージ駆動装置２６は、コンピュータ８０からの指示に基づいて被検対象１００のｘｙ面内での位置や回転角又は傾斜姿勢を制御する。昇降ステージ駆動装置２７は、コンピュータ８０からの指示に基づいて観察ヘッド２５を昇降させて結像位置、結像状態等を調節する。レボルバ駆動装置３６は、コンピュータ８０からの指示に基づいてレボルバ３４を適当なタイミングで適当量だけ回転させることができ、任意の対物レンズ３１、３２を光軸ＯＡ上に配置する、もしくは、対物レンズ等を介さない状態にすることができるとともに、内蔵するＺ軸微動装置３５動作させて対物レンズ３１を光軸ＯＡ方向に適宜微動させることができる。両レーザドライバ５７、５８は、オートコリメーションに際してコンピュータ８０からの指示に基づいて両レーザ光源５５、５６を適当なタイミングで動作させて、オートコリメーションに必要なアライメント光を発生する。フィルタ駆動装置６５は、測定用カメラ７４にてスポット像を観察する際にコンピュータ８０からの指示に基づいてＮＤフィルタ６１を適宜動作させて撮像面７４ａにおける照射輝度を調節する。撮像部駆動装置７６は、コンピュータ８０からの指示に基づいて高倍率撮像部７１を光軸ＯＡ方向に沿って往復微動させることができ、平行光の収束、発散を確認したりオートコリメータ時のＲ面の傾き調節ができる。測定用のレーザドライバ１１０は、コンピュータ８０からの指示に基づいて被検対物レンズ１０１に検査光を入射させてスポット像を形成させる。なお、アライメントカメラ５４や測定用カメラ７４によって検出された画像は、コンピュータ８０によって適宜画像処理される。この際、アライメントカメラ５４や測定用カメラ７４の電子シャッタを調節することにより、画像の輝度又は明るさを調節することができる。
【００３２】
以下、図１及び図２に示すスポット測定機の動作について説明する。まず、オートコリメーター機能を用いた被検対象１００のアライメントについて説明する。このとき、被検対象１００側のレーザ光源１０２の動作を停止させるとともに、分岐光学系５２側のレーザ光源５５もしくは５６を動作させる。この際、レボルバ３４を動作させて対物レンズ３１、３２を光軸ＯＡ外に退避させる。レーザ光源５５もしくは５６からのアライメント光は、結像レンズ４１を経て被検対物レンズ１０１の上面に入射する。被検対物レンズ１０１上面の外周には、通常比較的平坦な環状面が形成されているので、この環状面で反射された計測光は、折り返されてほぼ平行に進行し、結像レンズ４１等を経てアライメントカメラ５４にアライメント像として入射する。次に、支持ステージ２１に設けたαβ回転ステージ２１ｃ等を動作させて被検対象１００の傾斜を調節して計測光のスポット像がアライメントカメラ５４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。これにより、被検対物レンズ１０１の光軸をスポット測定機の光軸ＯＡとほぼ一致させることができる。この段階で、画像の読取をアライメントカメラ５４から測定用カメラ７４に切り換える。次に、撮像部駆動装置７６を介して高倍率撮像部７１を光軸ＯＡ方向に移動させて測定用カメラ７４で検出されるアライメント像のスポット径を最も小さくする。次に、支持ステージ２１に設けたαβ回転ステージ２１ｃ等を再度微動させて被検対象１００の傾斜姿勢を調節して計測光のアライメント像が測定用カメラ７４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。これにより、被検対物レンズ１０１の光軸をスポット測定機の光軸ＯＡと平行に精密に配置することができる。
【００３３】
この際、被検対物レンズ１０１に入射させるアライメント光は、両レーザ光源５５、５６のいずれか一方もしくは両方とできるが、被検対物レンズ１０１に反射防止コートが形成されている場合、両レーザ光源５５、５６の一方についての反射光が弱くなる可能性があるので、高い強度の計測光が得られるように、レーザ光源５５、５６のいずれか一方を適宜選択する。
【００３４】
また、以上の説明では、被検対物レンズ１０１外周の環状面がＲ状になっている場合や、被検対物レンズ１０１の中央の光学面がほぼ平面の場合、光学面自体を利用することもできる。被検対物レンズ１０１外周の環状面や中央の光学面が曲面である場合、高倍率撮像部７１を光軸ＯＡ方向に移動させてアライメント像を最も小さくして傾き調整する。高倍率撮像部７１の位置或いは変位量から、計測光の収束度や発散度すなわち面の曲率をある程度定量的に確認することができる。
【００３５】
以下、被検対象１００によって形成されるスポット像の観察について説明する。この場合、被検対象１００側のレーザ光源１０２を動作させて、分岐光学系５２側のレーザ光源５５、５６の動作を停止する。この際、レボルバ３４を動作させて対物レンズ３１等を光軸ＯＡ上に配置する。レーザ光源１０２からの検査光を被検対物レンズ１０１に入射させることによって形成されたスポット像からの観察光は、対物レンズ３１、結像レンズ４１等を経てハーフミラー５１で反射され、アライメントカメラ５４に入射する。次に、支持ステージ２１に設けたＸＹステージ２１ｂを動作させて観察光のスポットがアライメントカメラ５４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。次に、画像の読取をアライメントカメラ５４から測定用カメラ７４に切り換える。次に、支持ステージ２１に設けたＸＹステージ２１ｂを再度動作させて観察光のスポット像が測定用カメラ７４の画角の中心に入射するようにセンタリングする。このようにして、測定用カメラ７４の画角中央に投影されたスポット像については、その形状や輝度分布を計測することができ、コンピュータ８０に設けた表示手段であるディスプレイ８１やプリンタ等に計測結果や解析結果を表示することができる。
【００３６】
以上のようなスポット像のアライメントや計測に際して、Ｚ軸粗動ステージ２３やＺ軸微動装置３５を適宜動作させてスポット像のフォーカスを調整する。また、スポット像のアライメントや計測に際しては、ＮＤフィルタ６１の透過率と、アライメントカメラ５４や測定用カメラ７４のシャッタスピードの調整とによって、アライメントカメラ５４や測定用カメラ７４で検出するスポット像の輝度を適宜調節する。
【００３７】
さらに、スポット像の計測に際しては、対物レンズ３１をＺ軸微動装置３５によってｚ軸方向に例えば２５ｎｍ程度の単位で段階的に微動させつつ、測定用カメラ７４でスポット像を取り込み、取り込んだ画像を分析することにより、スポット像の光軸ＯＡ方向のプロファイルを計測することもできる。
【００３８】
図３は、図１及び図２に示すスポット測定装置をコンピュータ８０による制御のもとで自動アライメント動作させる処理を説明するフローチャートである。ここで、「自動アライメント動作」とは、被検対象１００によって形成されるスポット像を測定用カメラ７４の画像の中心に自動的に導く一連の工程を意味する。
【００３９】
まず、スポット測定装置の状態を初期化する（ステップＳ１ａ）。具体的には、レボルバ３４を駆動して対物レンズ３１、３２を低倍側に設定し、コンピュータ８０によって画像処理する対象をアライメントカメラ５４側の画像とする。
【００４０】
次に、被検対物レンズ１０１によって形成されたスポット像について光軸ＯＡの付近でオートフォーカスを行うための準備として、オートゲイン処理を行うとともに（ステップＳ１ｂ）、オートセンタリング処理を行う（ステップＳ１ｃ）。なお、オートゲイン処理では、アライメントカメラ５４によって得られるスポット像の輝度を測定に適する状態に調整し、オートセンタリング処理では、アライメントカメラ５４によって得られるスポット像を画面の中心に移動させる。
【００４１】
次に、Ｚ軸粗動ステージ２３やＺ軸微動装置３５を利用して、アライメントカメラ５４によって得られるスポット像のオートフォーカスを行ってシャープな画像を得る（ステップＳ１ｄ）。
【００４２】
次に、次段の処理で倍率を増加させた場合にも、測定用カメラ７４の画像中にスポット像が収まるように、上記ステップＳ１ｂ、Ｓ１ｃと同様の手順で、オートゲイン処理を行うとともに（ステップＳ１ｅ）、オートセンタリング処理を行う（ステップＳ１ｆ）。
【００４３】
次に、現在光軸ＯＡ上にある対物レンズ３１、３２が高倍率か低倍率かを判断する（ステップＳ１ｇ）。当初は、低倍率であるから、次のステップステップＳ１ｈで、現在観察中のカメラが測定系のものかアライメント系のものかを判断する。当初は、アライメントカメラ５４側の画像を処理しているので、次のステップＳ１ｉで、カメラを測定系に切り換えて測定用カメラ７４側からの画像をコンピュータ８０に取り込んで、ステップＳ１ｂに戻る。この場合、コンピュータ８０で処理される画像は、５倍から５０倍に拡大される。
【００４４】
その後は、測定用カメラ７４から得たスポット像について、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｂ）、オートセンタリング処理を行って（ステップＳ１ｃ）、オートフォーカス処理を行う（ステップＳ１ｄ）。さらに、次段の処理で画像中にスポット像が収まるように、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｅ）、オートセンタリング処理を行う（ステップＳ１ｆ）。次に、ステップＳ１ｇで現在の対物レンズ３２が再度低倍率と判断されるが、次のステップステップＳ１ｈでは、現在観察中のカメラが測定系のものと判断される。この場合、次のステップＳ１ｊで、カメラを再度アライメント系に切り換え、低倍率の対物レンズ３２から高倍率の対物レンズ３１に切り換える（ステップＳ１ｋ）。この場合、コンピュータ８０で処理される画像は、５０倍から１００倍に拡大される。
【００４５】
その後、アライメントカメラ５４から得たスポット像について、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｂ）、オートセンタリング処理を行って（ステップＳ１ｃ）、オートフォーカス処理を行う（ステップＳ１ｄ）。さらに、次段の処理で画像中にスポット像が収まるように、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｅ）、オートセンタリング処理を行う（ステップＳ１ｆ）。次のステップＳ１ｇでは、現在の対物レンズ３１が高倍率と判断され、次のステップステップＳ１ｍでは、現在観察中のカメラがアライメント系のものと判断される。この場合、次のステップＳ１ｎで、カメラを再度測定系に切り換える。この場合、コンピュータ８０で処理される画像は、１００倍から１０００倍に拡大される。
【００４６】
その後、測定用カメラ７４から得たスポット像について、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｂ）、オートセンタリング処理を行って（ステップＳ１ｃ）、オートフォーカス処理を行う（ステップＳ１ｄ）。さらに、次段の処理で画像中にスポット像が収まるように、オートゲイン処理を行い（ステップＳ１ｅ）、オートセンタリング処理を行う（ステップＳ１ｆ）。以上のようにして得た被検対物レンズ１０１のスポット像は、最大の拡大像となっており、さらに画像の中心にセンタリングされており、スポット形状の計測に適する。
【００４７】
図４は、図３のステップＳ１ｂ、Ｓ１ｅにおけるオートゲイン処理を概念的に説明するフローチャートである。まず、撮像のゲインに関する初期設定が行われる（ステップＳ２ａ）。具体的には、アライメントカメラ５４や測定用カメラ７４の電子シャッタについては、スポット像を暗くするようにシャッタ速度を最も高速にするとともに、ＮＤフィルタ６１については、スポット像を明るくするように透過率を最も大きくする。次に、シャッタ速度の最適値を求めるオートシャッタ調整を行う（ステップＳ２ｂ）。具体的には、シャッタ速度を徐々に増加させてスポット像の輝度分布を検出し、スポット像の輝度ピーク値が飽和した場合には、このシャッタ速度を設定値とする。なお、アライメントカメラ５４の場合、ＮＤフィルタ６１による調整ができないので、飽和する一段前のシャッタ速度を設定値とする。次に、現在使用しているカメラが測定系のものかアライメント系のものかを判断する（ステップＳ２ｃ）。アライメントカメラ５４側の画像を処理している場合は、処理を終了し、測定用カメラ７４側の画像を処理している場合は、次のステップＳ２ｄで、オートＮＤ調整を行う（ステップＳ２ｄ）。具体的には、ＮＤフィルタ６１の透過率を徐々に増加させてスポット像の輝度分布を検出し、スポット像の輝度ピーク値の飽和が解消した場合には、このシャッタ速度を設定値とする。
【００４８】
図５は、図３のステップＳ１ｃ、Ｓ１ｆにおけるオートセンタリング処理を概念的に説明するフローチャートである。まず、オートゲイン処理後の画像がアライメントカメラ５４や測定用カメラ７４から読み込まれる（ステップＳ３ａ）。次に、取り込んだ画像について輝度分布の解析を行って、スポット像の重心がカメラの画素中心からどれだけずれているかを検出する（ステップＳ３ｂ）。この際、画素単位のずれ量が、μｍ単位のずれ量に換算され、さらにＸＹステージ２１ｂを駆動するためのモータのパルス数に変換される。最後に、ＸＹステージ２１ｂを移動させて、スポット像の重心を画素中心に移動させる（ステップＳ３ｃ）。
【００４９】
図６は、図３のステップＳ１ｄにおけるオートフォーカス処理を概念的に説明するフローチャートである。まず、ピント方向すなわちＺ軸微動装置３５やＺ軸粗動ステージ２３の駆動方向を予想する（ステップＳ４ａ）。このため、ピントを特定方向に大きめに振って画像を再取得し、スポット像がほとんど画面内にあって検出エネルギー（すなわち輝度分布の総和）が高くなる方向か、スポット像の径が狭くなる方向をピント方向とする。次に、ステップＳ４ａで得たピント方向にＺ軸微動装置３５やＺ軸粗動ステージ２３を駆動する（ステップＳ４ｂ）。次に、ステップＳ４ｂによる移動後の画像を取り込んで移動前のものと比較して、スポット径が狭くなったか否かを判断する（ステップＳ４ｃ）。スポット径が狭くなっている場合、新たなｚ軸上の位置をベストピント位置として更新記録する（ステップＳ４ｄ）。スポット径が狭くなっていない場合や、ベストピント位置の更新が終了した場合、スポット径が大きくなったか否かを判断する（ステップＳ４ｅ）。スポット径が大きくなっていなければ、ステップＳ４ｂに戻ってステップＳ４ｅまでの処理を繰り返し、スポット径が大きくなっていれば、直前に更新されたベストピント位置を最適値として、Ｚ軸微動装置３５やＺ軸粗動ステージ２３を駆動してベストピント位置になるように戻す（ステップＳ４ｆ）。
【００５０】
以下、図４〜図６に示すフローチャートの内容を具体的な実施例として詳細に説明する。
【００５１】
図７〜図９は、図４のオートゲイン処理の詳細を示すフローチャートである。まず図７において、カメラが測定系であるか否かを判断し（ステップＳ２１ａ）、”ＹＥＳ”すなわち測定用カメラ７４から画像を取り込んでいる場合、ＮＤフィルタ６１を開放する（ステップＳ２１ｂ）。次に、電子シャッタの速度を最速とした（ステップＳ２１ｃ）後、オートシャッタ調整処理を行う（ステップＳ２１ｄ）。次のステップＳ２１ｅでは、オートシャッタ調整処理でエラーが発生したか否かを判断し、エラーが発生した場合、エラーメッセージを表示して処理を中断する。エラーが発生してなければ、ステップＳ２１ｆでカメラが測定系であるか否かを判断し、アライメントカメラ５４からの画像が取り込まれている場合、処理を終了するが、測定用カメラ７４からの画像が取り込まれている場合、オートＮＤ調整処理を行う（ステップＳ２１ｇ）。次のステップＳ２１ｈでは、オートＮＤ調整処理でエラーが発生したか否かを判断し、エラーが発生した場合、エラーメッセージを表示して処理を中断する。エラーが発生してなければ、このオートゲイン処理を終了する。
【００５２】
図８は、図７のステップＳ２１ｄに対応するオートシャッタ調整処理を説明するフローチャートである。まず、現在画像取り込み中のカメラにおいて、シャッタ速度を取得し（ステップＳ２２ａ）、そのシャッタ速度で画像を取り込む（ステップＳ２２ｂ）。次のステップＳ２２ｃでは、画像の輝度のピーク強度が飽和状態か否かを判断し、飽和していない場合、シャッタ速度が最低値で最も明るい設定になっているか否かを判断する（ステップＳ２２ｄ）。シャッタ速度が最低値である場合、この処理を終了するが、シャッタ速度が最低値でない場合、シャッタ速度を一段上げて画像を明るくする（ステップＳ２２ｅ）。一方、ステップＳ２２ｃで輝度のピーク強度が飽和状態であると判断された場合、カメラがアライメント系であるか否かを判断し（ステップＳ２２ｆ）、測定用カメラ７４から画像を取り込んでいる場合、そのまま処理を終了するが、アライメントカメラ５４から画像を取り込んでいる場合、シャッタ速度を一段下げて画像を暗し（ステップＳ２２ｇ）、その後処理を終了する。
【００５３】
図９は、図７のステップＳ２１ｇに対応するオートＮＤ調整処理を説明するフローチャートである。まず、ＮＤフィルタ６１について現在のＮＤ値を取得し（ステップＳ２３ａ）、そのＮＤ値が最も暗い設定になっているか否かを判断する（ステップＳ２３ｂ）。ＮＤ値が最も暗くない場合、ＮＤフィルタ６１のＮＤ値を１段上げて暗くして（ステップＳ２３ｃ）、そのＮＤ値で画像を取り込む（ステップＳ２３ｄ）。次のステップＳ２３ｅでは、輝度のピーク強度が非飽和状態か否かを判断し、非飽和状態となった場合、ステップＳ２３ａに戻ってステップＳ２３ｄまでの処理を繰り返し、輝度のピーク強度が飽和状態である場合、この処理を終了する。一方、ステップＳ２３ｂでＮＤ値が最も暗いと判断された場合、現在のカメラについてシャッタ速度を取得する（ステップＳ２３ｆ）。次に、シャッタ速度が最速値か否かを判断する（ステップＳ２３ｇ）。シャッタ速度が最速値で最も暗い設定になっている場合、正常な画像が得られていないものと判断して処理を中断する。一方、シャッタ速度が最速値でないと判断された場合、ＮＤフィルタ６１による調整がきかなかったものとして、ＮＤフィルタ６１を開放し元の状態に戻す（ステップＳ２３ｈ）。
【００５４】
図１０及び図１１は、図５のオートセンタリング処理の詳細を示すフローチャートである。まず、現在画像取り込み中のカメラにおいて、視野を取得し（ステップＳ３１ａ）、１画素当りのサイズ（移動量）を算出する。次のステップＳ３１ｂでは、以下のループが６回繰り返されたか否かを判断し、繰り返し回数が５以下であれば、現在のカメラから画像を取り込む（ステップＳ３１ｃ）。次に、取り込んだ画像から輝度重心を画素上の座標として算出し（ステップＳ３１ｄ）、画像のコントラストが低いか否かを判断する（ステップＳ３１ｅ）。画像のコントラストが低い場合、十分な測定精度が得られないものとして処理を中断し、画像のコントラストが所定値以上である場合、輝度重心の画像中心像からのずれ量を算出する（ステップＳ３１ｆ）。次のステップＳ３１ｇでは、ずれ量が±２画素未満であるか否かを判断し（ステップＳ３１ｇ）、ずれ量が±２画素以上であれば、得られたずれ量をＸＹステージ２１ｂを駆動する支持ステージ駆動装置２７に設けたパルスモータまたはエンコーダのパルス量に換算する（ステップＳ３１ｈ）。次に、移動先のパルス位置すなわちパルスに換算した座標位置を算出する（ステップＳ３１ｊ）。次に、移動先のパルス位置を目標値として、ＸＹステージ２１ｂの移動を開始させる（ステップＳ３１ｋ）。次のステップＳ３１ｍでは、目標位置に到達したか、或いはタイムアウトとなったか否かを判断し、いずれでもなければ、５０ｍＳ間待機して（ステップＳ３１ｎ）、ステップＳ３１ｍに戻り、以上のチェックを繰り返す。ステップＳ３１ｍで”ＹＥＳ”と判断された場合、次のステップＳ３１ｐでタイムアウトでステップＳ３１ｍから出たか否かを判断する。タイムアウトでない場合、目標位置到達によってステップＳ３１ｍから抜けたと判断し、ステップＳ３１ｂに戻ってステップＳ３１ｎまでのずれ補正処理を繰り返すが、タイムアウトの場合、エラーメッセージを表示して処理を中断する。ステップＳ３１ｂで６回のループ終了と判断された場合や、ステップＳ３１ｇですれ量が２画素以上と判断された場合、センタリングが完了あるいは概ね完了と判断して、処理を終了する。
【００５５】
図１２は、図６のオートフォーカス処理を具体化したフローチャートである。まず、レボルバ駆動装置３６から現在使用中の対物レンズ倍率を取得する。次のステップＳ４１ｂでは、対物レンズが高倍率であるか否かと、現在使用しているカメラが測定系のものかアライメント系のものか否かとを判断する（ステップＳ４１ｂ）。対物レンズが低倍率である場合や、アライメントカメラ５４からの画像を処理している場合は、昇降ステージ駆動装置２７を介してＺ軸粗動ステージ２３を駆動することにより、ＺステージＡＦ処理を行う（ステップＳ４１ｃ）。一方、対物レンズが高倍率であり、かつ、測定用カメラ７４からの画像を処理している場合は、レボルバ駆動装置３６に設けた制御回路を介して、Ｚ軸微動装置３５を構成するピエゾ素子を駆動することにより、ＰＺＴ−ＡＦ処理を行う（ステップＳ４１ｄ）。このＰＺＴ−ＡＦ処理の後は、ピエゾ素子の０セット位置をリセットして、次回のＰＺＴ−ＡＦ処理に必要な可動範囲を確保しておく（ステップＳ４１ｅ）。以上のステップＳ４１ｃ、Ｓ４１ｅの終了後は、オートフォーカス中にエラーが発生したか否かを判断し（ステップＳ４１ｆ）、エラーが発生した場合、エラーメッセージを表示して処理を中断する。エラーが発生してなければ、このオートフォーカス処理を終了する。
【００５６】
図１３〜図１６は、図１２のステップＳ４１ｃに対応するＺステージＡＦ処理を詳細に説明する図である。まず、図１３において、ピント方向予想処理を行う（ステップＳ４２ａ）。次に、Ｚ軸粗動ステージ２３の移動速度を総合倍率に基づいて決定する（ステップＳ４２ｂ）。次に、移動速度の微調整量すなわちステップ移動量を既定のテーブルから取得する（ステップＳ４２ｃ）。次に、ステップＳ４２ａで得たピント予想方向への微動を開始しつつ（ステップＳ４２ｄ）、スポット径が最小となる位置を初期化する（ステップＳ４２ｅ）。次に、Ｚ軸粗動ステージ２３の現在位置を取得し（ステップＳ４２ｆ）、この際の画像を取り込んで（ステップＳ４２ｇ）、画面中の最大輝度値を算出する（ステップＳ４２ｈ）。次に、スポット径を算出する（ステップＳ４２ｉ）。この際、ｘ軸方向の輝度分布に関し、１／ｅ２となる幅をスポット径とする。次のステップＳ４２ｊでは、スポット径が最大画素６４０中の６００画素以下であるか否かを判断する。スポット径が６００画素より大きくボケが大きい場合、次回移動速度の設定を早くして（ステップＳ４２ｋ）、Ｚ軸粗動ステージ２３を上述の次回移動速度で移動させ（ステップＳ４２ｍ）、前回検出スポット径の記憶値として現在のスポット値を保存する（ステップＳ４２ｎ）。その後は、ステップＳ４２ｆに戻って処理を繰り返す。一方、スポット径が６００画素以下でボケが小さい場合、次回移動速度の設定を遅くする（ステップＳ４２ｐ）。次のステップＳ４２ｑで、前回に対して今回のスポット径が狭くなったか否かを判断する。ポット径が狭くなったと判断された場合、このスポット径をベストスポット径として更新するとともに、この際のＺ軸粗動ステージの位置をベストピント位置として更新する。次のステップＳ４２ｓで、前回に対して今回のスポット径が太ったか否かを判断する。スポット径が太っていない場合、スポット径の連続膨張回数の記憶値を一旦リセットして（ステップＳ４２ｔ）、ステップＳ４２ｍに進む。一方、ステップＳ４２ｓでポット径が太っていると判断された場合、連続膨張回数の記憶値に１を加算する（ステップＳ４２ｕ）。次のステップＳ４２ｖでは、連続膨張回数が４回になっているか否かを判断し、連続膨張回数が４回に満たなければ、ステップＳ４２ｍに進み、連続膨張回数が４回になっていれば、ステップＳ４２ｗに進んでＺ軸粗動ステージ２３の動作を停止し（ステップＳ４２ｗ）、Ｚ軸粗動ステージ２３をステップＳ４２ｒのベストピント位置に移動させ、処理を終了する。
【００５７】
図１５は、図１３のステップＳ４２ａにおけるピント方向予想処理の詳細を説明する。まず、Ｚ軸微動装置３５すなわちピエゾ素子が有効か否かの情報を取り込む（ステップＳ４３ａ）。つまり、低倍率の対物レンズ３２では、Ｚ軸微動装置３５を設けていないので、ピエゾ素子が無効となる。次に、＋側移動距離を取得する（ステップＳ４３ｂ）。この＋側移動距離は、総合倍率によって適宜決定される。次に、現在使用しているカメラから画像を取り込んで（ステップＳ４３ｃ）、その画像のコントラストが低いか否かを判断する（ステップＳ４３ｄ）。コントラストが低いか否かは、スポット径が５００画素より大きく、かつ、飽和が生じていなければ、低コントラストと判断される。画像のコントラストが低い場合、＋側移動距離を延長して再設定し（ステップＳ４３ｅ）、現在の画像からスポット像のトータルエネルギを算出する（ステップＳ４３ｆ）。次に、画像のコントラストが高い場合を含め、ピント方向を＋側移動距離だけ移動させた＋側比較位置まで移動させる（ステップＳ４３ｇ）。この際、ピエゾ素子が有効で＋側移動距離がピエゾ素子でカバーできる範囲であれば、ピエゾ素子すなわちＺ軸微動装置３５を動作させる。反対に、ピエゾ素子が無効であったり＋側移動距離がピエゾ素子でカバーできる範囲を超えている場合、Ｚ軸粗動ステージ２３を動作させる。次に、ステップＳ４３ｈで、ステップＳ４３ｄの判断が低コントラストであった否かを判断する。所定以上のコントラストがあった場合、＋側比較位置での画像におけるスポット径を取得し（ステップＳ４３ｉ）、＋側比較位置に移動する前後を比較して、スポット径が狭くなる方向をピント方向とする（ステップＳ４３ｊ）。一方、ステップＳ４３ｈで低コントラストと判断された場合、＋側比較位置でのトータルエネルギを算出し（ステップＳ４３ｋ）、＋側比較位置に移動する前後を比較して、トータルエネルギが高くなる方向をピント方向とする（ステップＳ４３ｍ）。
【００５８】
図１６は、図１５のステップＳ４３ｇにおける＋側比較位置移動処理の詳細を説明する。まず、Ｚ軸微動装置３５すなわちピエゾ素子の位置を取得し（ステップＳ４４ａ）、移動対象を決定する（ステップＳ４４ｂ）。図１５で説明した＋側移動距離がピエゾ素子でカバーできる範囲であり、現在の対物レンズが高倍率でＺ軸微動装置３５を備えるものであるとき、移動対象をピエゾ素子すなわちＺ軸微動装置３５とする。それ以外の場合は、移動対象をＺ軸粗動ステージ２３とする。ステップＳ４４ｂで移動対象がＺ軸微動装置３５とされた場合、図１５の処理において前のステップで得た＋側移動距離だけピエゾ素子を駆動して（ステップＳ４４ｃ）、現在観察中のカメラから画像を取り込み（ステップＳ４４ｄ）、ピエゾ素子を元の位置に戻す（ステップＳ４４ｅ）。なお、ピエゾ素子を元の位置戻すのは、図１３及び図１４のフローに戻った際にＡＦをかける余裕を残したものである（ここは、Ｚ粗動ステージ２３の説明であるが、この＋側比較位置移動処理は、ＰＺＴ−ＡＦ処理でも活用される。）。一方、ステップＳ４４ｂで移動対象がＺ軸粗動ステージ２３とされた場合、現在のステージ位置を取得する（ステップＳ４４ｆ）。次に、Ｚ軸粗動ステージ２３を駆動して＋側移動距離だけ移動させる（ステップＳ４４ｇ）。この際、＋側移動距離は、モータの駆動に必要なパルス数に換算される。次のステップＳ４４ｈでは、目標位置に到達したか、或いはタイムアウトとなったか否かを判断し、いずれでもなければ、５０ｍＳ間待って（ステップＳ４４ｉ）、ステップＳ４４ｈに戻る。ステップＳ４４ｈでＹＥＳと判断された場合、次のステップＳ４４ｊでタイムアウトでステップＳ４４ｈから出たか否かを判断する。タイムアウトによって目標位置へ到達していないと判断された場合、エラーメッセージを表示して処理を中断する。一方、ステップＳ４４ｊでタイムアウトになることなく目標位置へ到達したと判断された場合、画像を採取したか否かを判断する（ステップＳ４４ｋ）。画像が未採取であれば、画像を取り込んで（ステップＳ４４ｍ）、Ｚ軸粗動ステージ２３を元に戻す（ステップＳ４４ｎ）。
【００５９】
図１７及び図１８は、図１２のステップＳ４１ｄにおけるＰＺＴ−ＡＦ処理の詳細を説明するフローチャートである。まず、シャッタ速度を最低値にして画像を明るくし（ステップＳ４５ａ）、ＮＤ値を最低値にして画像を明るくする（ステップＳ４５ｂ）。次に、図１５で説明したピント方向予想処理を行う（ステップＳ４５ｃ）。次に、ステップＳ４２ａで得たピント方向にピエゾ素子すなわちＺ軸微動装置３５をステップ移動させる（ステップＳ４５ｅ）。ステップ移動の単位は、例えば０．０５μｍとする。次に、画像を取り込んで（ステップＳ４５ｆ）、最大輝度値を検出する（ステップＳ４５ｇ）。次に、最大輝度値が飽和状態か否かを判断し（ステップＳ４５ｈ）、飽和している場合、シャッタ速度が最速値で最も暗い設定か否かを判断する（ステップＳ４５ｉ）。ステップＳ４５ｉでシャッタ速度が最速値でないと判断された場合、シャッタ速度を一段上げて画像を暗くしてステップＳ４５ｆに戻る。ステップＳ４５ｈで飽和してないと判断された場合や、ステップＳ４５ｉでシャッタ速度が最速値と判断された場合、ステップＳ４５ｆで取り込んだ画像からスポット径を算出し（ステップＳ４５ｋ）、ピエゾ素子によるステップ移動前に登録されている最小スポット径と比較して径が減少したか否かを判断する（ステップＳ４５ｍ）。スポット径が減少したと判断された場合、この際のスポット径を最小スポット径として更新・保存し（ステップＳ４５ｎ）、この最小スポット径に対応するピエゾ位置を更新・保存する（ステップＳ４５ｐ）。その後、ステップＳ４５ｋで算出したスポット径が１０回連続して最小スポット径よりも大きくなったか否かを判断する（ステップＳ４５ｑ）。スポット径が最小スポット径よりも大きくなっても、連続１０回未満である場合、ステップＳ４５ｅに戻ってステップＳ４５ｐまでの処理を繰り返す。一方、ステップＳ４５ｑでスポット径が連続１０回以上続けて最小スポット径よりも大きくなったと判断された場合、ベストフォーカスを通過したものとして、ステップＳ４５ｐで保存したピエゾ位置までフォーカスを戻す（ステップＳ４５ｒ）。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のスポット測定機によれば、オートコリメータ用光源によって被検物の傾きを取り除くことができるので、被検物による集光状態を正確に検出することができる。
【００６１】
また、本発明のスポット測定方法によれば、低倍投影光学系や高倍投影光学系を活用して段階的にセンタリングを行うので、被検物によって形成されたスポット像を測定光学系によって形成される目標の観察視野に確実に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るスポット測定装置の外観的な構造を説明する図である。
【図２】図１に示すスポット測定装置の制御系を説明する図である。
【図３】図１及び図２に示すスポット測定装置をアライメント動作させる処理を説明するフローチャートである。
【図４】図３におけるオートゲイン処理を概念的に説明するフローチャートである。
【図５】図３におけるオートセンタリング処理を概念的に説明するフローチャートである。
【図６】図３におけるオートフォーカス処理を概念的に説明するフローチャートである。
【図７】図４の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図８】図４の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図９】図４の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１０】図５の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の処理の続きを説明するフローチャートである。
【図１２】図６の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１３】図１２の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１４】図１３の処理の続きを説明するフローチャートである。
【図１５】図１３の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１６】図１５の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１７】図１２の処理をより詳細に説明するフローチャートである。
【図１８】図１７の処理の続きを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２３　　　Ｚ軸粗動ステージ
２５　　　観察ヘッド
２６　　　支持ステージ駆動装置
２７　　　昇降ステージ駆動装置
３１，３２　　　各対物レンズ
３５　　　Ｚ軸微動装置
４１　　　結像レンズ
５１　　　ハーフミラー
５２　　　分岐光学系
５４　　　アライメントカメラ
５５，５６　　　レーザ光源
５７，５８　　　レーザドライバ
６１　　　ＮＤフィルタ
７１　　　高倍率撮像部
７３　　　リレーレンズ
７４　　　測定用カメラ
８０　　　コンピュータ
１０１　　　被検対物レンズ
１０２　　　レーザ光源
【図１】
2004045327.tif 000003
【図２】
2004045327.tif 000004
【図３】
2004045327.tif 000005
【図４】
2004045327.tif 000006
【図５】
2004045327.tif 000007
【図６】
2004045327.tif 000008
【図７】
2004045327.tif 000009
【図８】
2004045327.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004045327.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2004045327.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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