(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測方法であって、
計測ステージ上に設置する剛性を備えた被計測体ホルダに前記被計測体をセットし、
前記被計測体ホルダは光学窓を備え、
前記被計測体は計測基準部を有し、
前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射し、
前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓の前記計測用光が入光する光学窓表面の傾き角とを計測する光学計測ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ１を算出し、
前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、
前記Δθ１と前記Δθ２の差分値から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める角度計測方法。
【請求項２】
前記光学計測ユニットにおいて、前記計測用光はそれぞれ波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸に配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整し、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うよう調整することを特徴とする請求項１記載の角度計測方法。
【請求項３】
前記第１の干渉用光源は前記第２の干渉用光源よりも可干渉距離が長い光源を用いることを特徴とする請求項２記載の角度計測方法。
【請求項４】
前記光学窓と前記光路差補償ガラスとの間の光路差が略１００μｍ以上に調整することを特徴とする請求項２または請求項３記載の角度計測方法。
【請求項５】
被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測装置であって、
光学窓を備えた剛性を有する被計測体ホルダと、
前記被計測体をセットする前記被計測体ホルダを設置するステージと、
前記被計測体の表面の傾き角を計測する光学計測ユニットとを有し、
前記被計測体は計測基準部を有し、
前記光学計測ユニットは、
前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射する手段と、
前記光学測定ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記計測用光が入射する前記光学窓の光学窓表面の傾き角とを計測してその差分Δθ１を算出し、
前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、
前記Δθ１と前記Δθ２の差分から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める計測演算手段とを有することを特徴とする角度計測装置。
【請求項６】
前記計測用光は波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸に配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整され、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うように調整される構造を有する請求項５記載の角度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測方法および角度計測装置について特に微細構造体、例えばＭＥＭＳミラー表面の傾きの変化を長時間にわたって精密に計測する方法および装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）のような微細な可変構造を有する部品が製造されるようになり、その中でも通信分野に使われるＭＥＭＳミラー（マイクロミラーとも呼ばれる）などの試験には一定温度環境下における複数のミラーの姿勢（傾斜角度）変化をサブミリ度精度で数十時間以上の長時間評価をする必要のあるものもある。
【０００３】
図８は、光スイッチ等に用いられるＭＥＭＳミラーユニットの一例を示す図であり、ＭＥＭＳミラーユニット８０はシリコンウェハから半導体製造技術を用いてマトリクス状に複数のＭＥＭＳミラーが形成されるが、この図においては複数のミラー８１が直線に並んだ一列のＭＥＭＳミラーユニットを示している。各々のミラー８１はそれぞれのミラー駆動部８２上に形成され、図における水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸としたとき、例えば静電力によりそれぞれの軸を回転軸としてミラー８１の表面の傾きが制御されるようになっている。
【０００４】
図８において、例えばミラー８１の表面の傾き角度（姿勢）が数十時間以上の長時間にわたって所定の角度で安定しているかどうかを品質検査のためにミリ度レベルの精度で計測する必要がある。
【０００５】
ミリ度の精度で角度を検出する場合、図９の従来の角度計測装置の一例を示す図のようにオートコリメータによる角度測定が一般的に行われてきた。
【０００６】
図９に示す角度計測装置９０により架台９１に取り付けられたステージ９３（図の下側の部分は固定で、上側の部分が下側の部分に対して可動となっている）に載せられた被計測体９４の表面の角度変化の計測を長時間にわたって、架台９１の上部に取り付けられたオートコリメータ９２にて計測用光９５を用いて行う場合、時間経過に伴い架台９１などの装置自体の姿勢が変化（以下に装置ドリフトと称す）して計測値に影響する。この装置ドリフトに伴う誤差は数ミリ度〜数十ミリ度と、要求される計測精度と同等程度かそれ以上である。したがって角度変化を長時間にわたり正確に計測することは困難である。装置ドリフトに伴う角度計測誤差をキャンセルする簡単な方法としては、図１０に示す装置ドリフトをキャンセルする従来の一例のように、被計測体１００内の基準点１０２を角度基準とし、角度計測を行う計測点１０１との角度差を計測する方法がある。この場合、角度基準位置である基準点１０２を基準とした相対角度の変化が計測される。なお以下においては、差分により算出する基準位置の角度を基にした相対角度は単に角度と呼ぶ。装置ドリフトによる角度計測誤差は計測点１０１および基準点１０２において同等に計測されるため、角度差を求めることで装置ドリフトの影響を排除することができる。ところが、オートコリメータはポイント計測であるため、図１０に示すような計測点１０１と基準点１０２における角度を計測するためには、図１１に示すステージ移動に伴う角度計測誤差のように、ａ）測定位置１における計測とｂ）測定位置２における計測とにおいて、ステージ１１３による視野移動が必要である。ステージ１１３により視野を移動させる場合、図１１のｂ）測定位置２における計測においては、ステージ１１３の移動に伴うピッチングやローリングにより、ａ）測定位置１における計測に対して、例えば図に示す角度θeだけ被測定体１１４の角度が変わってしまっているため、差分による計測を行っても精度の良い角度計測が困難である。ここで、角度θeはステージ傾斜誤差である。
【０００７】
ＭＥＭＳの変形の時系列的過程を解析する方法および装置の公知例として、例えば特許文献１がある。特許文献１においては、準単色光を反射光と透過光とに二分し、反射光をＭＥＭＳミラーの表面に照射して反射される測定光と、透過光を鏡面ミラーの表面に照射して反射される参照光とが合わさった干渉光から干渉像を形成し、干渉像によりＭＥＭＳの変形の時系列的過程を解析することが記載され、ＭＥＭＳミラーを測定装置に対して移動させること及びその補正方法については言及されていない。
【特許文献１】特開２００７−７１７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑み、時間経過に伴う装置の姿勢変化やステージ移動に伴う被計測体の表面の傾き角の変化があっても、これらの変化を取り除くことにより、高精度な長時間角度計測を行う角度計測方法および角度計測装置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】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測方法であって、計測ステージ上に設置する剛性を備えた被計測体ホルダに前記被計測体をセットし、前記被計測体ホルダは光学窓を備え、前記被計測体は計測基準部を有し、前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射し、前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓の前記計測用光が入光する光学窓表面の傾き角とを計測する光学計測ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ１を算出し、前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、前記Δθ１と前記Δθ２の差分値から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める角度計測方法である。
【００１０】
図１は本発明による角度計測装置の一実施例を示す。
【００１１】
架台１は、ベース１−１、支柱１−２、アーム１−３を有し、それぞれ剛性を備えており、ベース１−１にはステージ２が配置され、ステージ２は固定台２−１と可動台２−２を有し、可動台２−２は固定台２−１に対して水平面内に可動となっている。
【００１２】
可動台２−２の上には、平面度の高い例えば表面の平坦度がλ／２０程度のガラス製の光学窓４−１を図の位置に備えた剛性を有する被計測体ホルダ４に被計測体５がセットされ、アーム１−３に把持された光学計測ユニット３からの計測用光６が光学窓４−１の上面（以下に光学窓４−１に計測用光６が入光する側の面を単に光学窓表面と呼ぶ）を略垂直に透過して被計測体５の表面に略垂直に入射するようになっている。
【００１３】
被計測体５をセットした被計測体ホルダ４が傾くと、被計測体５の表面と光学窓表面とは同時に被計測体ホルダ４の傾きと同じ角度だけ傾くようになっている。
【００１４】
光学計測ユニット３は、たとえばオートコリメータ（図示省略）を内蔵し、ステージ２の可動台２−２を移動することにより、オートコリメータの計測視野内において、被計測体５の表面の計測位置と被計測体５の表面の予め決められた計測基準部において被計測体５の表面と光学窓４−１の光学窓表面の傾き角を計測できるようになっている。
【００１５】
図１において、角度計測装置は縦型に配置されているが、横型あるいは他の向きに設置されていても構わない。また、角度計測装置全体や被計測体５は好ましくは環境温度一定に保たれている。さらに、被計測体５の表面の予め決められた計測基準部はＭＥＭＳミラー表面以外の、経時変化の無視できる例えば剛体表面とする。
【００１６】
図２は本発明の第１の説明図を示す。図２において、図内の記号および名称が図１に示されたものと同じものは図１に示されたものと同じものを指す。
【００１７】
図２におけるａ）第１の位置における図は、被計測体５の１つの計測位置における表面の角度を測定する状況を示しており、ｂ）第２の位置における図は、第１の位置から計測基準部へステージ２の可動台２−２を移動して計測基準部における表面の角度を測定する状況を示している。
【００１８】
さらに、第１の位置から可動台２−２を図の左方向に移動して第２の位置にしたとき、可動台２−２が図のような方向へ傾くと、同じ角度だけ、被計測体ホルダ４と被計測体５が共に傾くことを模式的に示している。本発明の被計測体ホルダ４と被計測体の関係は上記のようになっているため、オートコリメータの計測視野内に被計測体５の角度計測位置と角度計測基準部が入るようにステージ移動させて角度計測位置と角度計測基準部の表面の角度と光学窓表面の角度をそれぞれ計測する。ステージ２の可動台２−２の移動に伴う可動台２−２の角度変化（角度誤差）と光学窓表面の角度変化は同じであるため、光学窓表面の角度変化から可動台２−２の移動に伴う角度変化の影響を排除した角度計測が行える。
【００１９】
例えば図６の第１の位置において、被計測体５の計測位置における被計測体５の表面の角度をθ１、被計測体５の計測位置と同軸上にある光学窓表面の角度をθ３とする。また可動台２−２を移動させた後の第２の位置において、被計測体５の角度計測基準部における表面の角度をθ２、その同軸上にある光学窓表面の角度をθ４とする。θ２およびθ４を計測する際にはそれぞれの計測値にステージ２の可動台２−２の移動に伴うステージ傾斜誤差θeが含まれ、Δθ１＝θ１−θ３とし、Δθ２＝θ２−θ４とした場合、被計測体５の計測位置における表面の正味の角度変化をΔθとすれば、
Δθ＝Δθ１−Δθ２＝｛θ１−（θ２＋θe）｝−｛θ３−（θ４＋θe）｝
＝θ１−｛θ２＋（θ３−θ４）｝と表わされ、θ１は変化項、｛θ２＋（θ３−θ４）｝は基準項である。このようにして、Δθを計算することによりθeを相殺できる。    
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、以上のようにして、例えば、スタート時点と１００時間後迄の途中の任意の経過時刻における１つ以上の被計測体５の計測位置における被計測体表面の角度変化を、ステージ傾斜誤差および装置ドリフトを含まずに精密に測定することができる。
【００２１】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記光学計測ユニットにおいて、前記計測用光はそれぞれ波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸に配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整し、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うよう調整することを特徴とする請求項１記載の角度計測方法である。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記第１の干渉用光源は前記第２の干渉用光源よりも可干渉距離が長い光源を用いることを特徴とする請求項２記載の角度計測方法である。
【００２３】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記光学窓と前記光路差補償ガラスとの間の光路差が略１００μｍ以上に調整することを特徴とする請求項２または請求項３記載の角度計測方法である。
【００２４】
本発明の請求項５に記載の発明は、被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測装置であって、光学窓を備えた剛性を有する被計測体ホルダと、前記被計測体をセットする前記被計測体ホルダを設置するステージと、前記被計測体の表面の傾き角を計測する光学計測ユニットとを有し、前記被計測体は計測基準部を有し、前記光学計測ユニットは、前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射する手段と、前記光学測定ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記計測用光が入射する前記光学窓の光学窓表面の傾き角とを計測してその差分Δθ１を算出し、前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、前記Δθ１と前記Δθ２の差分から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める計測演算手段とを有することを特徴とする角度計測装置である。
【００２５】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記計測用光は波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸に配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整され、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うように調整される構造を有する請求項５記載の角度計測装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、時間経過に伴う装置の姿勢変化や、ステージ移動に伴うサンプル姿勢変化をキャンセルした高精度な長時間角度計測が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図３は本発明の第２の説明図を示し、本発明の主な実施例の一つである。
【００２８】
図３において、ベース１−１にはステージ２が配置され、ステージ２は固定台２−１と可動台２−２を有し、可動台２−２は固定台２−１に対して水平面内に可動となっている。
【００２９】
可動台２−２の上には、平面度の高い例えば表面の平坦度がλ／２０程度のガラス製の光学窓４−１を図の位置に備えた、剛性を有し熱膨張係数の小さい、例えばインバー合金でつくられた被計測体ホルダ４に被計測体５がセットされ、光学計測ユニット３からの計測用光が光学窓４−１の光学窓表面を略垂直に透過して被計測体５の表面に略垂直に入射するようになっている。
【００３０】
ここで、光学計測ユニット３の構成部品は必要に応じて、図示されていない支持具によって支持されている。
【００３１】
本実施例では光学計測ユニット３は単色光源であるレーザ光源３０１と準単色光源３０２との２種類の計測用光の光源をもつ干渉光学系で構成されている。
【００３２】
レーザ光源３０１からの計測用光は波長λ２を有し、点線で図示されている。レーザ光源３０１からの計測用光は光学窓４−１によって生じる光路差を補償するための光路差補償ガラス３０６に照射させる。ここで光路差は、光学窓４−１を置かない場合の光路と光学窓４−１を置いた場合の光路差を意味する。
【００３３】
準単色光源３０２からの計測用光は波長λ１を有し、実線で図示されている。準単色光源３０２からの計測用光は被計測体５と参照ミラー３０７に照射させる。
【００３４】
被計測体５の表面からの反射光と参照ミラー３０７からの反射光、そして光学窓４−１の表面からの反射光と光路差補償ガラス３０６の表面からの反射光は、それぞれハーフミラーで合成される際に干渉し干渉縞を生じる。被計測体５の表面からの反射光と参照ミラー３０７からの反射光で生じた干渉光は波長λ１だけが通過する波長フィルタＡ３０９によりＣＣＤ３１０に結像される。また光学窓４−１の表面からの反射光と光路差補償ガラス３０６の表面からの反射光で生じた干渉光は波長λ2だけが通過する波長フィルタＢ３１１によりＣＣＤ３１２に結像される。
【００３５】
ＣＣＤ３１０、Ｄ３１２で撮像する干渉縞画像からそれぞれ被計測体５の表面の角度と光学窓表面の角度を計測する。例えば、干渉縞画像から被計測体の任意の位置における高さデータを算出し、その結果を元に目的の位置における角度を求める。具体的には、それぞれの参照面との光路差から、また被計測体の任意の位置はＣＣＤ画像における画素位置から求める。
【００３６】
被計測体５に設定した被計測体５の角度計測位置と角度計測基準部が計測視野内に入るようにステージ２の可動台２−２を移動することでそれぞれの干渉縞を撮像する。
【００３７】
角度計測位置において計測した角度計測位置における角度と光学窓表面の角度を差分した値Δθ１を求め、角度計測基準部において計測した被計測体５の表面の角度と光学窓表面の角度を差分したΔθ２を求める。Δθ１とΔθ２の差分Δθを算出することにより、装置ドリフトとステージ移動に伴う角度誤差の影響を排除した角度計測を行う。
【００３８】
図４は、本発明における干渉用光による干渉の説明図を示す。
【００３９】
通常の干渉光学系においては光学窓４−１の光路差を補償するための光路差補償ガラス３０６は光学窓とによる干渉が生じないようにｄ１とｄ２が等しくならないように配置される。しかし、本発明においては光学窓表面における角度を計測できるよう光学窓表面からの反射光による干渉縞を生じさせる必要がある。
【００４０】
このためｄ１とｄ２の距離を干渉縞が生じる距離になるように調整する。ｄ１とｄ２を完全に一致させるのではなく１００μｍ程度離しておくように調整する。
【００４１】
具体的な調整の手順例としては、１）被計測体５をセットしない状態、すなわち被計測体５と参照ミラー３０７からの反射光による干渉が起こらない条件にして、準単色光源３０２だけを点灯する。２）この状態で光路差補償ガラス３０６の位置を光軸方向に微調整して、光路差補償ガラス３０６と光学窓４−１からの反射光による干渉縞が生ずる位置を探す。この干渉縞が生ずる位置が図４におけるｄ１＝ｄ２の位置である。３）ｄ１＝ｄ２の位置から１００μｍ程度、光路差補償ガラス３０６を光軸方向のどちらかに移動させて固定する。
【００４２】
このようにすることで、可干渉性の高い（可干渉距離の長い）単色光源からの計測用光は光学窓上で干渉するが、可干渉性が低い（可干渉距離が短い）準単色光源からの計測用光は光学窓上で干渉が生じないようにすることができる。これにより、単色光源のみが光学窓上で干渉するようになる。
【００４３】
一方、被計測体５の表面と参照ミラー３０７表面の距離は、可干渉性の低い準単色光源で干渉するようにほぼｄ３とｄ４が等しくなるように調整する。この場合、単色光源からの計測用光も被計測体５の表面で干渉してしまい、光学窓の表面の角度計測に影響を及ぼしてしまうため、参照ミラー３０７の表面に準単色光だけが反射する光学処理を施すことで、単色光源からの計測用光が被計測体５の表面で干渉縞が生じないようにしている。
【００４４】
なお、上記の方法でレーザ光と準単色光の干渉位置を分離するためには、レーザ光と準単色光の波長帯域が重ならないように光源を選択する。つまり準単色光は波長帯域に幅があり、例えば準単色光の半値幅は数ｎｍから数十ｎｍのものを使用するため、レーザ光の波長λ１をこの波長帯と重ならないように調整する必要がある。また、本実施例においては可干渉距離の長い光源としてレーザ光源を、可干渉距離の短い光源として準単色光源を使用した例を示しているが、光源３０１の可干渉距離が光源３０２の可干渉距離より十分長ければ（本実施例の場合少なくとも100um以上）、光源の種類は特に問わない。
【００４５】
図５に計測用光源部の詳細図を示す。単色光源であるレーザ光源と準単色光源の焦点位置がそれぞれ被計測体５の表面および光学窓表面で結像するようにレンズＢおよびレンズＡの位置を調整する。
【００４６】
例えば図５に示すように、計測用光源からレンズまでの距離をＬとし、レンズの焦点距離をｆとすると、単色光源からの計測用光は焦点距離ｆからずれた位置（Ｌ≠ｆ）にレンズを置き、平行光とならないように配置する。準単色光源からの計測用光は焦点距離ｆと等しい位置（Ｌ＝ｆ）にレンズを置いて平行光とし、準単色光が被計測体の表面に結像するようにレンズＣの位置を調整した後、レンズＢの位置を調整して単色光が光学窓表面に結像するように調整する。
【００４７】
オートコリメータを用いる場合には、ポイント計測であるため計測位置と基準位置の角度を得るためには視野の移動が必須であるが、本発明の一実施例である図３に示す光学計測ユニットの干渉光学系においてはエリア計測が可能であるため、視野移動を伴わない計測も可能である。この例を図６に示す視野移動を伴わない計測の例として、また図７に示す視野移動を伴わない他の計測の例として挙げる。
【００４８】
図６においては、計測点６０−４と計測基準点６０−３とを同じ計測視野６０−２内に設定できる場合にはステージ移動が必要ないため、単純に計測点６０−４と計測基準点６０−３における被計測体の表面の角度差を算出するようになっている。計測視野６０−２は矩形で示されているが、円形、その他の形状でも構わない。
【００４９】
また、図７においては計測対象ミラー部７０３を囲む領域に隣接した位置に剛性のある基準ミラー７０４を設け、基準ミラー７０４の表面に計測基準点７０６を決めて、計測視野７０７の内側に計測点７０５と計測基準点７０６とが同時に含まれる位置にあれば、計測においてステージ移動が必要ないため、上述の光学窓を有する被計測体ホルダを用いなくとも、計測点７０５の角度変化を計測することができる。
【００５０】
ここで、再び図１乃至図７を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
（付記１）
被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測方法であって、
計測ステージ上に設置する剛性を備えた被計測体ホルダに前記被計測体をセットし、
前記被計測体ホルダは光学窓を備え、
前記被計測体は計測基準部を有し、
前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射し、
前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓の前記計測用光が入光する光学窓表面の傾き角とを計測する光学計測ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ１を算出し、
前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、
前記Δθ１と前記Δθ２の差分値から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める角度計測方法。
（付記２）
前記光学計測ユニットにおいて、前記計測用光はそれぞれ波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸になるように配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整し、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うよう調整することを特徴とする付記１記載の角度計測方法。
（付記３）
前記第１の干渉用光源は前記第２の干渉用光源よりも可干渉距離が長い光源を用いることを特徴とする請求項２記載の角度計測方法。
（付記４）
前記光学窓と前記光路差補償ガラスとの間の光路差が略１００μｍ以上に調整することを特徴とする付記２または付記３記載の角度計測方法。
（付記５）
被計測体の表面の傾き角を計測する角度計測装置であって、
光学窓を備えた剛性を有する被計測体ホルダと、
前記被計測体をセットする前記被計測体ホルダを設置するステージと、
前記被計測体の表面の傾き角を計測する光学計測ユニットとを有し、
前記被計測体は計測基準部を有し、
前記光学計測ユニットは、
前記光学窓を通して前記被計測体に計測用光を照射する手段と、
前記光学測定ユニットの計測視野内において前記被計測体の表面の傾き角を計測する第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角と前記計測用光が入射する前記光学窓の光学窓表面の傾き角とを計測してその差分Δθ１を算出し、
前記光学計測ユニットに対する前記被計測体の可動範囲内であってかつ前記計測視野内における前記計測基準部の表面の傾き角を計測する第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角と前記光学窓表面の傾き角とをそれぞれ計測してその差分Δθ２を算出し、
前記Δθ１と前記Δθ２の差分から前記光学窓および前記第２の位置における計測基準部の傾きを基準とした前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求める計測演算手段とを有することを特徴とする角度計測装置。
（付記６）
前記計測用光は波長の異なる第１の干渉用光源と第２の干渉用光源からの光が同軸に配置され、前記第１の干渉用光源からの光は前記光学窓が存在することによって生じる光路差を補償する光路差補償ガラスの表面あるいは前記光学窓表面のどちらか一方に焦点が合うように調整され、前記第２の干渉用光源からの光は前記被計測体の表面と参照ミラーの表面で焦点が合うように調整される構造を有する付記５記載の角度計測装置。
（付記７）
前記第１の干渉用光源は可干渉性の高いレーザ光源であり、前記第２の干渉用光源は白色光源と波長フィルタにより得られる準単色光源であることを特徴とする付記６記載の角度計測装置。
（付記８）
前記参照ミラーの表面に略前記第１の干渉用光源からの光だけを反射する光学処理を施したことを特徴とする付記６または付記７記載の角度計測装置。
（付記９）
前記被計測体の表面および前記光学窓表面からの反射光により生じる干渉光を前記光学計測ユニットが有する第１の撮像素子と第２の撮像素子のそれぞれの受光面に向けて分割するハーフミラー、前記第１の撮像素子の受光面より前段に略前記第１の干渉用光源からの光だけを通過させる光学フィルタ、前記第２の撮像素子の受光面より前段に略前記第２の干渉用光源からの光だけを通過させる光学フィルタとを有することを特徴とする付記５乃至付記８いずれか記載の角度計測装置。
（付記１０）
前記被計測体の表面と前記参照ミラーの表面との間の光路差を略ゼロに調整し、かつ前記参照ミラーの表面には略前記第１の干渉用光源からの光だけを反射する光学処理を施してあることを特徴とする付記２乃至付記４いずれか記載の角度計測方法。
（付記１１）
前記計測視野内に前記第１の位置と前記第２の位置が同時に入る場合、前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角θ１と前記第２の位置における前記計測基準部の表面の傾き角θ２とを計測し、前記角θ１と前記角θ２と角度差から前記第１の位置における前記被計測体の表面の傾き角Δθを求めることを特徴とする付記１乃至付記４、付記１０いずれか記載の角度計測方法。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による角度計測装置の一実施例
【図２】本発明の第１の説明図
【図３】本発明の第２の説明図
【図４】本発明における干渉用光による干渉の説明図
【図５】計測用光源部の詳細図
【図６】視野移動を伴わない計測の例
【図７】視野移動を伴わない他の計測の例
【図８】ＭＥＭＳミラーユニットの一例を示す図
【図９】従来の角度計測装置の一例を示す図
【図１０】装置ドリフトをキャンセルする従来の一例
【図１１】ステージ移動に伴う角度計測誤差
【符号の説明】
【００５２】
１、９１、１１１                架台
２、９３、１１３                ステージ
３                              光学計測ユニット
４                              被計測体ホルダ
５、９４、１１４                被計測体
６、９５、１１５                計測用光
６０、７０、１００              被計測体（ＭＥＭＳミラーユニット）
８０                            ＭＥＭＳミラーユニット
８１                            ミラー
８２                            ミラー駆動部
９０、１１０                    角度計測装置
９２、１１２                    オートコリメータ
１０１、７０５                  計測点
１０２                          基準点
３０１                          レーザ光源
３０２                          準単色光源
３０３，３０４、３０５，３０８  ハーフミラーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
３０６                          光路差補償ガラス
３０７                          参照ミラー
３０９、３１１                  波長フィルタＡ、Ｂ
３１０、３１２                  ＣＣＤ
７０１                          基板
７０２                          ミラー駆動部
７０３                          計測対象ミラー部
７０４                          基準ミラー
７０６                          計測基準点
７０７                          計測視野
【図１】
0005217327.tif 000002
【図２】
0005217327.tif 000003
【図３】
0005217327.tif 000004
【図４】
0005217327.tif 000005
【図５】
0005217327.tif 000006
【図６】
0005217327.tif 000007
【図７】
0005217327.tif 000008
【図８】
0005217327.tif 000009
【図９】
0005217327.tif 000010
【図１０】
0005217327.tif 000011
【図１１】
0005217327.tif 000012