(57)【要約】【課題】被測定物の有効範囲全域の干渉縞画像を１度に取得可能とすることで、短時間で被測定物の形状測定を行うことにより、高精度かつ安価に被測定物の形状を評価することができる形状測定装置を提供する。【解決手段】本発明の形状測定装置は、干渉計１０で干渉縞画像を取得する干渉縞取得手段と、取得した干渉縞画像より形状データを算出する形状算出手段とを備え、前記段差の所定の高さをｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、  ｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)の関係を満たすことを特徴する。これにより、その表面に所定の高さの段差を多数含む被測定物の有効範囲全域の干渉縞画像を取得することが可能となり、短時間で形状を測定することが可能となる。【選択図】図２
2007333428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に所定の高さの段差を多数有する被測定物の形状を測定する形状測定装置において、
干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得手段と、
取得した干渉縞画像より形状データを算出する形状算出手段とを備え、
前記段差の所定の高さをｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、以下の式(1) の関係を満たすことを特徴とする形状測定装置。
｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)
【請求項２】
請求項１記載の形状測定装置において、
前記干渉計が、フィゾー干渉計であることを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の形状測定装置において、
前記干渉計が、マイケルソン干渉計であることを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の形状測定装置において、
前記形状算出手段が、位相シフト法を用いたものであることを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の形状測定装置において、
前記形状算出手段が、フーリエ変換法を用いたものであることを特徴とする形状測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の形状測定装置において、
前記干渉計の光源が、波長可変レーザー光源であることを特徴とする形状測定装置。
【請求項７】
請求項６記載の形状測定装置において、
前記干渉縞取得手段が、前記波長可変レーザー光源の波長を測定する波長測定手段を有することを特徴とする形状測定装置。
【請求項８】
表面に所定の高さの段差を多数有する被測定物の形状を測定する形状測定方法において、
前記被測定物の形状を、請求項１〜７のいずれか１項に記載の形状測定装置を用いて測定することを特徴とする形状測定方法。
【請求項９】
請求項８記載の形状測定方法において、
前述の式(1) の関係を満たす光源を用いた干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得工程と、
得られた干渉縞画像から形状データを算出する形状算出工程と、
前記被測定物の設計形状と干渉計の光源波長から、波長のずれに起因する形状成分を導出し、これを差し引く形状補償工程と、
を有することを特徴とする形状測定方法。
【請求項１０】
請求項８記載の形状測定方法において、
波長可変レーザーを光源とする干渉計で、逐次干渉縞画像を見ながら干渉計の光源波長を調整して、干渉縞が少なくなるように調整する光源波長調整工程と、
調整された波長で干渉縞画像の取得を行う干渉縞取得工程と、
取得した干渉縞画像から形状を算出する形状算出工程と、
調整した光源の波長と被測定物の設計形状から干渉計用光源波長に起因する形状成分を求め、これを差し引く形状補償工程と、
を有することを特徴とする形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に所定の高さの段差を多数有する被測定物の形状を測定する形状測定装置及び形状測定方法に関し、特に、所定の高さの段差を多数含み、該段差が階段状に並んだ形状の被測定物（例えば回折光学素子や複合光学素子等）の被測定面の形状を測定する形状測定装置及び形状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回折光学素子の中で、波長や温度の変化による光学系の光学特性の変化を調整するために、屈折のパワーと回折のパワーを相殺するように設計された屈折・回折複合レンズ面がある。これは、所定の波長で整数波長分の光路差を生むような所定の高さの段差が階段状に並んだような形状になる。その屈折・回折複合レンズ面を有する光学素子の１例が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の光学素子は、光ピックアップ用対物レンズの色収差を補正するために、負の屈折力を有する非球面である屈折面上に正の屈折力を有する回折面を付加している。その結果、複合レンズ面は階段状の形状となる。
【０００３】
このような光学素子の形状を評価する方法の１つとして、接触または非接触あるいは光触針式の形状測定装置がある。非特許文献１には、このような測定装置が数例紹介されている。これらの測定装置は、触針先端の座標が正確に求まるようになっており、被測定面上で触針を走査することで断面形状を測定することができる。また、被測定面全面を測定する場合は、一般には複数の断面を走査させて測定を行う。
【０００４】
別の形状測定方法及び形状測定装置として、干渉計による形状測定がある（特許文献２等）。特に２光束干渉法や白色干渉法、低コヒーレンス干渉法などを用いると、任意の段差の高さを求めることができる。また、白色干渉法により表面凹凸計測を行うこともできる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２２７９２公報
【特許文献２】特開２０００−２２１０１３公報
【非特許文献１】産総研計量標準報告Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の干渉計による形状測定方法では、干渉縞画像を取得するのにＣＣＤカメラなどのリニア撮像素子を使うので、撮像素子のうち段差の近傍を撮像する画素では段差前後の干渉縞が混ざってしまい、十分なコントラストの干渉縞画像が得られない。従って、階段の幅が撮像素子の画素ピッチに比べて狭い場合は干渉計による干渉縞画像の取得ができない。そこで、一部を拡大して形状測定し、これをコンピュータ内でつないでいくステッチングという作業を行う。
【０００７】
しかしながら、上記の方法で被測定面全面の形状を測定すると、計測時間が数十分程度かかってしまう。従って、量産時の検査などに用いた場合、計測時間が長いために計測コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、被測定物の有効範囲全域の干渉縞画像を１度に取得可能とすることで、短時間で被測定物の形状測定を行うことにより、高精度かつ安価に被測定物の形状を評価することができる形状測定装置及び形状測定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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、表面に所定の高さの段差を多数有する被測定物の形状を測定する形状測定装置において、干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得手段と、取得した干渉縞画像より形状データを算出する形状算出手段とを備え、前記段差の所定の高さをｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、以下の式(1) の関係を満たすことを特徴とする。
｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)
【００１０】
本発明の第２の手段は、第１の手段の形状測定装置において、前記干渉計が、フィゾー干渉計であることを特徴とする。
また、本発明の第３の手段は、第１の手段の形状測定装置において、前記干渉計が、マイケルソン干渉計であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の手段は、第１〜第３のいずれか１つの手段の形状測定装置において、前記形状算出手段が、位相シフト法を用いたものであることを特徴とする。
また、本発明の第５の手段は、第１〜第３のいずれか１つの手段の形状測定装置において、前記形状算出手段が、フーリエ変換法を用いたものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の手段は、第１〜第５のいずれか１つの手段の形状測定装置において、前記干渉計の光源が、波長可変レーザー光源であることを特徴とする。
また、本発明の第７の手段は、第６の手段の形状測定装置において、前記干渉縞取得手段が、前記波長可変レーザー光源の波長を測定する波長測定手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８の手段は、表面に所定の高さの段差を多数有する被測定物の形状を測定する形状測定方法において、前記被測定物の形状を、第１〜第７のいずれか１つの手段の形状測定装置を用いて測定することを特徴とする。
また、本発明の第９の手段は、第８の手段の形状測定方法において、前述の式(1) の関係を満たす光源を用いた干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得工程と、得られた干渉縞画像から形状データを算出する形状算出工程と、前記被測定物の設計形状と干渉計の光源波長から、波長のずれに起因する形状成分を導出し、これを差し引く形状補償工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１０の手段は、第８の手段の形状測定方法において、波長可変レーザーを光源とする干渉計で、逐次干渉縞画像を見ながら干渉計の光源波長を調整して、干渉縞が少なくなるように調整する光源波長調整工程と、調整された波長で干渉縞画像の取得を行う干渉縞取得工程と、取得した干渉縞画像から形状を算出する形状算出工程と、調整した光源の波長と被測定物の設計形状から干渉計用光源波長に起因する形状成分を求め、これを差し引く形状補償工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の形状測定装置においては、干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得手段と、取得した干渉縞画像より形状データを算出する形状算出手段とを備え、前記段差の所定の高さをｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、
｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)
の関係を満たすことにより、その表面に所定の高さの段差を多数含む被測定物の有効範囲全域の干渉縞画像を取得することが可能となり、短時間で形状を測定することが可能となる。従って量産時の検査工程などでかかるコストを小さくすることができるので、産業上有効である。
【００１６】
本発明の形状測定装置においては、前記干渉計としてフィゾー干渉計を用いることにより、空気の揺らぎや干渉計内の光学素子の形状誤差などの影響を受けにくくなり、より安定した精度で形状を測定することが可能となる。
また、本発明の形状測定装置においては、前記干渉計としてマイケルソン干渉計を用いることにより、比較的コヒーレンス長の短い半導体レーザー光源などを使用することが可能となる。従って干渉計用光源波長の選択肢が広がり、本発明の適応する被測定物の段差が増えるので、より様々な被測定物の段差の形状測定が可能となる。
【００１７】
本発明の形状測定装置においては、干渉縞画像から形状を算出するにあたり、位相シフト法を用いることで、各画素の位相の算出分解能が高まり、より高精度に形状測定が可能となる。
また、本発明の形状測定装置においては、干渉縞画像から形状を算出するにあたり、フーリエ変換法を用いることで、１枚の干渉縞画像から形状を算出することができるので、より測定時間が短くなり、形状測定にかかるコストをより少なくすることができる。また、空気の揺らぎなどの影響を受けにくくなり、より安定した測定を可能とすることができる。
【００１８】
本発明の形状測定装置においては、前記干渉計の光源を波長可変レーザー光源とすることにより、測定する段差の高さが変わったとしても光源を変える必要が無いので、種々の段差の測定に本発明が適応可能となる。
また、前記干渉縞取得手段が、前記波長可変レーザー光源の波長を測定する波長測定手段を有することにより、現在の波長をより高精度に得ることができるので、干渉用光源波長に起因する形状成分の補償をより高精度に行うことができ、より高精度に形状測定を行うことができる。
【００１９】
本発明の形状測定方法においては、前記被測定物の形状を、第１〜第７のいずれか１つの手段の形状測定装置を用いて測定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
また、本発明の形状測定方法においては、前述の式(1) の関係を満たす光源を用いた干渉計で干渉縞画像を取得する干渉縞取得工程と、得られた干渉縞画像から形状データを算出する形状算出工程と、前記被測定物の設計形状と干渉計の光源波長から、波長のずれに起因する形状成分を導出し、これを差し引く形状補償工程と、を有することにより、被測定物の段差と干渉計用光源波長が、前述の関係からずれたとしても、良好な精度で被測定物の形状を測定することが可能となる。
【００２０】
さらに本発明の形状測定方法においては、波長可変レーザーを光源とする干渉計で、逐次干渉縞画像を見ながら干渉計の光源波長を調整して、干渉縞が少なくなるように調整する光源波長調整工程と、調整された波長で干渉縞画像の取得を行う干渉縞取得工程と、取得した干渉縞画像から形状を算出する形状算出工程と、調整した光源の波長と被測定物の設計形状から干渉計用光源波長に起因する形状成分を求め、これを差し引く形状補償工程と、を有することにより、干渉縞のコントラストが段差前後での位相差の影響で低下するのを防ぐことができ、より安定して高精度に被測定物の形状測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
［実施例１］
まず、本発明の形状測定装置の干渉縞取得手段を構成する干渉計の一例として、図１に基づいてフィゾー干渉計の構成例を説明する。図１において、レーザー光源１から出射された光束は発散レンズ２で発散光となり、ビームスプリッタ３を透過してコリメータレンズ４で平行光束となる。この平行光束の一部は基準板５の参照面５ａで反射する。平行光束の残りは基準板５を透過し、被測定物６の被測定面６ａで反射し、再び基準板５を透過し、参照面５ａで反射した光束と干渉する。干渉した光束は再びコリメータレンズ４を透過して、ビームスプリッタ３で反射し、撮像レンズ７を介して撮像素子８に照射される。そして撮像素子８で干渉縞画像を取得する。
【００２３】
被測定物６または基準板５は光軸方向に移動可能に支持されており、位相シフト法（フリンジスキャン）での測定を可能としている。例えば基準板５を光軸方向に波長の１／８づつ移動させて、撮像素子８で４枚の干渉縞画像を撮像し、それより各画素の位相を求める。
【００２４】
位相シフト法で求まる各画素の位相データは、±π／２［rad］であるので、隣り合う点に約π［rad］の位相跳びがある場合には、πを足したり引いたりして位相をつなぎ合わせる。これを一般に位相接続（フェーズ  アンラッピング）という。
実際には複数の干渉縞画像をＣＣＤカメラなどで撮像し、コンピュータに取り込み、コンピュータ上のソフトウエアで位相の算出と位相接続を行う。
【００２５】
ここで、本発明で対象とする被測定物６の被測定面６ａの一例を示す。被測定物６の屈折率が１．５２で、設計波長が７８０ｎｍの光が透過時に１波長分ずれるように、所定の高さｄ＝１．５μｍの段差が階段状に加工されている。したがって、この被測定面６ａからの反射光束の光路差は３μｍとなる。
【００２６】
本発明では、干渉計の光源波長λが、被測定物６の被測定面６ａの段差の設計値（所定の高さｄ）の２倍の整数分の１に近い物を用いることを特徴としている。すなわち、段差の所定の高さをｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、
｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)
の関係を満たすことを特徴としている。
【００２７】
このような関係の１例として、例えば前述の被測定物６の干渉縞を波長１．５μｍのレーザー光源で取得すると、２波長で光路差が３μｍとなり、位相差が０となるため、観測される干渉縞画像は段差の無い平面のそれと同じになる。したがって、観測される干渉縞画像に位相の分布が観測されたとすると、それは被測定物の設計形状からのずれ、すなわち形状誤差である。
【００２８】
ここで、所定の波長のレーザー光源を得る代わりに、これに近い波長のレーザー光源で代用することができる。例えば、波長１．５２μｍのＨｅ−Ｎｅレーザー光源を用いると、２波長分の光路差３．０４μｍで位相差が０となるので、１．５μｍの段差は、見かけ上−２０ｎｍの段差として観測される。段差前後での位相差が小さいので、干渉縞画像の全ての画素で位相情報の取得が可能となり、光学素子内の有効範囲全域で干渉縞が観測される。
【００２９】
波長のずれに起因する形状成分は、あらかじめ設計形状の段差を全て−２０ｎｍとしたときの形状として求めることができる。もしこれが求める精度に対して十分小さければ、これを無視すればよい。また、もし無視できない場合にも、これは干渉計測で得られた形状から、これを差し引くことで被測定面の形状誤差を求めることができる。
【００３０】
図２に本実施例の形状測定装置の機能ブロック図を示す。図１に示したような構成の干渉計１０で取得した干渉縞画像は、コンピュータ１１に取り込まれ、ソフトウエアである形状算出手段へ送られる。形状算出手段は位相シフト法により各画素の位相を求め、位相接続により形状データを算出する。形状データはやはりソフトウエアである波長ずれ補償手段へ送られる。これはあらかじめ設計形状の段差を全て前述の波長のずれに起因する段差に変換した時の形状データが入力されており、これを差し引くことで形状誤差データを導出する。
【００３１】
ここで、被測定物６の被測定面６ａの段差と、干渉計用光源１の波長の整数倍の光路差とのずれをどこまで許容するかについて説明する。段差前後の干渉光束が同時に撮像素子８の１画素に入射しても、位相情報の取得が可能な信号のコントラストを得る必要がある。位相差がλ／３である２つの信号を混ぜたときにコントラストが約１／２となるので、位相差はこれ以下にすることが望ましい。
つまり、干渉計用光源波長のずれに起因する位相差がλ／３を越えないようにする必要がある。すなわち、前述したように、段差の所定の高さ（設計値）をｄ、干渉計用光源の波長をλ、ｎを２以上の整数としたとき、
｜２ｄ−ｎλ｜＜λ／３    ・・・(1)
の関係を満たす必要がある。
【００３２】
前述の例だと、干渉縞画像の取得に必要な位相差は０．５１μｍ、波長のずれによる位相差が０．０４μｍであるから、段差の誤差は±０．２３μｍまで測定可能である。
【００３３】
［実施例２］
次に本発明の形状測定装置の干渉縞取得手段を構成する干渉計の別の例として、図３に基づいてマイケルソン干渉計の構成例を説明する。図３において、レーザー光源１から出射した光束は、発散レンズ２とコリメータレンズ４で平行光束になり、ビームスプリッタ３で２分割される。そしてビームスプリッタ３で反射した光束は基準板５の参照面５ａで反射され、ビームスプリッタ３を透過した光束は被測定物６の被測定面６ａで反射される。この２つの光束は再びビームスプリッタ３に入射し、合成されて干渉し、撮像レンズ７を介して撮像素子８に照射される。そして撮像素子８で干渉縞画像を取得する。
【００３４】
基準板５または被測定物６の少なくとも１つは光軸方向に移動可能に支持されており、実施例１と同様に、位相シフト法（フリンジスキャン）による各画素の位相の算出が可能になっている。なお、形状測定装置の構成は図２と同様である。
【００３５】
本実施例では、干渉計用光源であるレーザー光源１に波長可変レーザーを用いる。これにより、前述の干渉計用光源の波長ずれに起因する形状成分を小さくすることができ、評価可能な段差誤差の幅を増やすことができる。また、使用時の光源波長の変更や、被測定物である光学素子の材料の変更で、設計時の段差の高さが変わったとしても、光源を変更することなく対応することができる。
【００３６】
ここで、波長可変レーザー光源が、温度など環境の影響を受けやすく、絶対的な波長を高精度で補償することができない場合は、干渉縞取得手段に、光源の波長を正確に測定する波長測定手段、具体的には分光測光装置などが設けられていると、調整した波長を測定することで正確に知ることができ、前述の干渉計用光源の波長ずれに起因する形状成分をより正確に求めることができるので、なお好ましい。
【００３７】
［実施例３］
実施例１や実施例２で述べた被測定物６は、被測定面６ａに多数の段差を有するので、段差誤差には片寄り（全体の段差誤差の平均）とばらつきがあるが、このうち片寄り成分に起因する位相差を小さくすることにより、より正確に形状誤差を測定することができる。以下にその方法の一例を示す。
【００３８】
図４は本実施例の形状測定方法の手順を示すフローチャートである。被測定物６の形状測定に用いる形状測定装置としては、実施例１または実施例２で説明した形状測定装置を用いることができるが、ここでは、実施例２で説明した形状測定装置を用いて被測定物６の形状測定を行うものとする。
【００３９】
まず、光源波長調整工程では、図３に示す構成の干渉計の、レーザー光源１の波長を被測定物６の被測定面６ａの段差の所定の高さｄ（設計値）に対して２倍の整数分の１になるように調整し、撮像素子８で逐次干渉縞画像の取得を行いつつ、干渉縞の本数が少なくなるように光源１の波長を調整する。
【００４０】
次に干渉縞取得工程では、調整された光源波長でレーザー光源１からの光束を被測定物６の被測定面６ａと、基準板５の参照面５ａに照射し、それぞれの反射光をビームスプリッタ３で合成して干渉し、撮像レンズ７を介して撮像素子８に照射し、撮像素子８で干渉縞画像を取得する。
さらに形状算出工程では、前述の干渉縞画像から形状を求める。最後に形状補償工程では、調整した波長で干渉計用光源の波長ずれに起因した形状成分を算出し、これを差し引く。
【００４１】
以上の形状測定方法により、段差誤差の片寄りに起因する位相差は光源波長の調整により小さくなるため、段差前後での干渉縞の位相差が小さくなるので、取得する干渉縞画像のコントラストが高くなり、より正確に形状誤差を算出することができる。
【００４２】
以上、実施例１〜３に基づいて説明したように、本発明によれば、その表面に所定の高さの段差を多数含む被測定物６の有効範囲全域の干渉縞画像を取得することが可能となり、短時間で形状を測定することが可能となる。特に量産時の検査では、被測定物の段差が所定の高さ（設計値）からどれくらいずれたかを容易に確認することができ、量産時の検査工程などでかかるコストを小さくすることができるので、産業上有効である。
【００４３】
本発明の形状測定装置では、干渉計として、図１に示すような構成のフィゾー干渉計を用いることにより、空気の揺らぎや干渉計内の光学素子の形状誤差などの影響を受けにくくなり、より安定した精度で形状を測定することが可能となる。
また、干渉計として、図３に示したような構成のマイケルソン干渉計を用いることにより、比較的コヒーレンス長の短い半導体レーザー光源などを使用することが可能となる。従って干渉計用光源波長の選択肢が広がり、本発明の適応する段差が増えるので、より様々な被測定物の段差の形状測定が可能となる。
【００４４】
なお、実施例１，２では、フィゾー干渉計とマイケルソン干渉計を用いて説明したが、本発明はいわゆる「２光束干渉」であれば成り立つので、ミラウ型干渉や斜入射干渉でも同様の効果を得ることができる。
【００４５】
本発明の実施例１，２では、干渉縞画像から形状を算出する手段として、位相シフト法を用いて説明したが、位相シフト法を用いることにより、各画素の位相の算出分解能が高まり、より高精度な形状測定が可能となる。
また、干渉縞画像から形状を算出する手段としては、位相シフト法の他に、フーリエ変換法でも同様の効果を得ることができる。すなわち、フーリエ変換法を用いることで、１枚の干渉縞画像から形状を算出することができるので、より測定時間が短くなり、形状測定にかかるコストをより少なくすることができる。また、空気の揺らぎなどの影響を受けにくくなり、より安定した測定を可能とする。
【００４６】
本発明の形状測定装置においては、実施例２で説明したように、干渉計１０の光源１を波長可変レーザー光源とすることにより、測定する段差の高さが変わったとしても光源を変える必要が無いので、種々の段差の測定に本発明が適応可能となる。
また、干渉縞取得手段が、波長可変レーザー光源の波長を測定する波長測定手段（例えば分光測光装置等）を有することにより、現在の波長をより高精度に得ることができるので、干渉用光源波長に起因する形状成分の補償をより高精度に行うことができ、より高精度に形状測定を行うことができる。
【００４７】
本発明の形状測定方法においては、実施例１で説明したように、図２に示すような干渉計１０とコンピュータ１１からなる形状測定装置を用い、前述の式(1) の関係を満たす光源を用いた干渉計１０で干渉縞画像を取得する干渉縞取得工程と、得られた干渉縞画像から形状データを算出する形状算出工程と、被測定物６の設計形状と干渉計１０の光源波長から、波長のずれに起因する形状成分を導出し、これを差し引く形状補償工程と、を有することにより、被測定物６の段差と干渉計用光源波長が、前述の関係からずれたとしても、良好な精度で被測定物の形状を測定することが可能となる。
【００４８】
さらに本発明の形状測定方法においては、実施例３で説明したように、図２に示すような干渉計１０とコンピュータ１１からなる形状測定装置を用い、図４に示すように、波長可変レーザーを光源とする干渉計で、逐次干渉縞画像を見ながら干渉計の光源波長を調整して、干渉縞が少なくなるように調整する光源波長調整工程と、調整された波長で干渉縞画像の取得を行う干渉縞取得工程と、取得した干渉縞画像から形状を算出する形状算出工程と、調整した光源の波長と被測定物の設計形状から干渉計用光源波長に起因する形状成分を求め、これを差し引く形状補償工程と、を有することにより、干渉縞のコントラストが段差前後での位相差の影響で低下するのを防ぐことができ、より安定して高精度に被測定物の形状測定を行うことができる。
【００４９】
なお、以上に説明した本発明の形状測定装置及び形状測定方法は、所定の高さ（例えば０．１〜１μｍオーダー）の段差を多数含み、該段差が階段状に並んだ形状の被測定物、例えば階段状の回折面を有する回折光学素子や、特許文献１に記載の複合面を有する光学素子、あるいは本出願人が先に出願した特願２００６−７４４５７に記載の階段状の回折面を有する光学素子等の面形状を測定するのに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の形状測定装置に用いる干渉計の一例を示すフィゾー干渉計の概略構成図である。
【図２】本発明の形状測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の形状測定装置に用いる干渉計の別の例を示すマイケルソン干渉計の概略構成図である。
【図４】本発明の形状測定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１    レーザー光源
２    発散レンズ
３    ビームスプリッタ
４    コリメータレンズ
５    基準板
５ａ  参照面
６    被測定物
６ａ  被測定面
７    撮像レンズ
８    撮像素子
１０  干渉計
１１  コンピュータ
【図１】
2007333428.tif 000003
【図２】
2007333428.tif 000004
【図３】
2007333428.tif 000005
【図４】
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