(57)【要約】  検査面１４の曲率半径の値は、既知の曲率半径の基準面１８を用いた単独のスペクトル制御干渉測定により測定される。検査面は基準面１８の共焦点位置２４に配置され、光源１６は検査面の位置で局在化した干渉縞３０−３４、３６−４０、４２−４６を生成するように変調される。次に、干渉縞を従来の干渉解析ツールで処理して、基準面に対する検査面の正確な位置を特定し、検査面と基準面の間の距離を決定する。検査面の曲率半径は、基準面の既知の曲率半径からその距離を減じることにより簡便に得られる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単独の共焦点測定で検査面の曲率半径を測定する方法であって、
既知の曲率半径で湾曲する基準面を備えた干渉計の測定空間内で干渉縞が検出できるように時間的コヒーレンスを有しスペクトル分布が変化する光ビームを生成する、スペクトル変調可能な光源を前記干渉計に提供するステップと、
前記基準面の実質的な共焦点位置に前記検査面を配置するステップと、
前記基準面の前記共焦点位置で複数のコレログラムを生成するように前記光源を変調するステップと、
前記基準面に対する前記検査面の正確な位置を特定し、それにより、前記検査面と前記基準面との間の距離を決定するため、前記複数のコレログラムを処理するステップと、
前記基準面の既知の曲率半径から前記距離を減じることにより、前記検査面の前記曲率半径を取得するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記複数のコレログラムが、前記光源の変調の周期を変化させることにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のコレログラムが、前記光源の変調の位相を変化させることにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のコレログラムが、前記光源の平均波長を変化させることにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のコレログラムのそれぞれが、前記光源の正弦波スペクトル変調によって生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記配置するステップ、前記変調するステップ、前記処理するステップ、および前記取得するステップが後続の検査面で繰り返される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のコレログラムが、前記光源の変調の周期を変化させることにより生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のコレログラムが、前記光源の変調の位相を変化させることにより生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のコレログラムが、前記光源の平均波長を変化させることにより生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のコレログラムのそれぞれが、前記光源の正弦波スペクトル変調によって生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記光源は、前記複数のコレログラムを生成するため、異なる平均波長を有する複数のビームが生成可能とされ、前記処理するステップは、前記複数のコレログラムに複数波長干渉解析を適用することにより実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のコレログラムのそれぞれが、前記光源の正弦波スペクトル変調によって生成される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年４月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／４９０，０２９号、２０１７年４月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／４８９，００８号および２０１８年４月２３日に出願された米国特許出願第１５／９５９，３３３号に基づくとともに、これらの優先権を主張するものであり、これらの全文を参照により本書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に干渉法の分野に関し、特にスペクトル制御干渉計を利用してシングルステップの手順でレンズの曲率半径を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
曲率半径（ＲＯＣ：ＲＡＤＩＵＳ−ＯＦ−ＣＵＲＶＡＴＵＲＥ）測定は、光学要素における品質管理の基本パラメータの1つを表す。干渉計を使用する場合、従来の曲率半径の決定では機器の光軸に沿って異なる位置に配置された検査物品を２度測定する必要がある。これらの位置は、当該技術分野において、キャットアイ（ｃａｔｅｙｅ）および共焦点と呼ばれ、干渉計のカメラにおいて干渉パターンを生成する戻りビームが、物品上で入射ビームと同じ角度で反射する位置に対応する。このような条件下では、干渉パターンは実質的に単一のフリンジ、いわゆる「ヌル（ｎｕｌｌ）」フリンジである。「ヌル」フリンジは、「キャットアイ」と「共焦点」の両方の位置で生成される。キャットアイ位置において、ビームは検査物品の表面で焦点を合わせるため、表面に入射した光は、入射ビームと同じ円錐角で反射する。共焦点位置において、検査物品の曲率半径は入射する検査ビームの曲率半径と一致するため、表面に対し垂直な入射ビームは真直ぐ元の方向に反射する。
【０００４】
レンズなどの湾曲した光学要素の曲率半径は、光軸に沿ったキャットアイ位置と共焦点位置との差に相当する。したがって、ＲＯＣを測定する従来の方法では、レンズを共焦点からキャットアイ位置に移動したり、また戻したりするいくつかの段階を伴い、正確な距離の測定は機械的支持部材の精度に依存する。それゆえに、この方法は労働集約的で、誤差が発生し易い。図１に示すように、典型的なセットアップは、測定の間、検査レンズ１４を保持する可動支持体１２を備えた光学台１０と、光学台１０に結合された距離測定干渉計またはエンコーダなどの光学台１０に沿った距離を測定するための手段（図示省略）と、干渉計１６と、収束する波面２０と適合する基準球１８を備えている。最初に、基準球１８の表面に存在する任意の傾きを除去するため、検査レンズ１４を干渉計のビーム２０の焦点（キャットアイ位置２２）に配置する。次に、波面２０がレンズ１４の表面に対し垂直となる共焦点位置２４にレンズを移動する。そして、ヌルフリンジを生成することにより、レンズの正確な位置が、ｘ、ｙ、およびｚ方向に調整され、光学台１０上の目盛りに沿って読み取られた公称のキャットアイおよび共焦点位置間の距離をゼロにする。最後に、再びヌルフリンジになるまでレンズをキャットアイ位置２２に向けて戻し、光学台１０上の目盛りからの読み出された値が、検査レンズ１４のＲＯＣ測定値として使用される。
【０００５】
このセットアップにおける最も重要な誤差源は、光学台１０が、２箇所のレンズ位置の間で測定された距離に沿った軸と、干渉計１６の光軸２６との間での傾きをほとんど不可避的に導入するという事実に関連する誤差（いわゆるアッベ誤差）である。加えて、ＲＯＣ測定に含まれる様々な逐次的なステップの結果、温度の変動やその他の環境変化が他の誤差を発生させる。このため、ＲＯＣ測定で求められる、光学台上での比較的長い距離を十分な精度で測定しようとすれば、必要とされる機器のコストが相当なものになってしまう。
【０００６】
上記を考慮すれば、検査物品の曲率半径の干渉測定における、特に高スループット環境下で製造公差管理の目的でＲＯＣの精度を測定する場合の課題の１つは、１つのステップのみを必要とする手順に、測定を簡素化するための方法を見つけることである。これにより、機械的および環境的変動に起因するほとんどの誤差が排除される。米国特許第９，８５７，１６９号は、干渉計のハウジングに含まれる内部経路整合アセンブリに基づく解決策を教示している。この開示は、スペクトル制御干渉法（「ＳＣＩ：Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」）に基づく異なる解決法を教示している。
【０００７】
スペクトル制御干渉法は、いくつかの従来技術の刊行物に詳細に記載されている（米国特許第８，４２２，０２６号、第８，８１０，８８４号および第８，６７５，２０５号を参照、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる）。本質的に、ＳＣＩは不平衡光路差（ＯＰＤ）の条件下で干渉計を使用して局在化した干渉縞を形成する、という考えに基づいた技術である。例えば、光源のスペクトルを変調することにより、そのような局在化した干渉縞を形成することが可能である。また、変調の様式を変更することにより、干渉縞を位相シフトすることも可能であり、これにより、最新の干渉縞解析法を使用して検査物品の測定をすることができる。そのため、白色光干渉法（「ＷＬＩ：Ｗｈｉｔｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」）および前述の利点を備えた従来のレーザー干渉法モードにおける干渉法の実行に加えて、ＳＣＩは孤立した表面の測定を可能にし、干渉計の基準面からの距離の直接測定を可能とする。
【０００８】
干渉計によって生成される干渉縞の分布および位相は、ウィーナー・ヒンチンの定理によって支配され（非特許文献１参照）、光源のスペクトルパワー分布のフーリエ変換として表される。光源スペクトルの変調により、空間内の干渉縞の位置と分布を定義することが可能である。平均波長λ０の光源の場合、以下の式１は、スペクトル変調の周期Δλの関数として、基準面から干渉縞形成（つまり縞コントラストのピーク）位置までの距離Ｌを表す。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
たとえば、５００ｎｍの平均波長で動作する光源で、基準面から１メートルの距離に干渉縞を形成するには、変調周期を０．１２５ｐｍにする必要がある。この特性は、本発明の方法の基礎となるものである。
【発明の概要】
【００１１】
一般的に言えば、本発明は、単独のステップで実行可能であるため、ＳＣＩを光学系の曲率半径の測定に効果的に使用できるという認識にある。たとえば、検査光学系の共焦点位置でヌルフリンジを生成するスペクトル変調の周期Δλを決定することにより、基準面からの距離Ｌを式１から求めることが可能になり、基準ＲＯＣが既知である場合、光学系ＲＯＣを直接的に算出することが可能になる。この基本原理は、空間内のヌルフリンジ位置を見つけるために使用されるＳＣＩ手法にかかわらず適用される。さらに、一般的なＳＣＩの場合のように、白色光を走査し、また位相をシフトする干渉法の分野で使用される任意の解析技術も本発明で利用可能である。
【００１２】
したがって、検査面のＲＯＣ値は単独のＳＣＩ測定から計算することができ、これにより、スループットが向上し、高価な距離測定機器を必要とせず、従来の方法に関連する多くの測定誤差源が除去される。本発明では、干渉縞が干渉計の測定空間内で検出できるように時間的コヒーレンスを有する変調ビームを生成するスペクトル変調可能な光源と、既知のＲＯＣの基準面と、を備えた干渉計の使用が必要である。
【００１３】
本発明のプロセスは、検査面を実質的に基準面の共焦点の位置に配置し、局在化した干渉縞を生成するために光源を変調することを含む。そのような局在化した干渉縞は従来の干渉解析ツールで処理され、基準面に対する検査面の正確な位置が特定され、それによって検査面と基準面との間の距離を決定する。検査面の曲率半径は、基準面の既知の曲率半径から前記距離を減じることにより簡単に得られる。処理するステップは、スペクトル変調の結果として時間的に変化する位相シフトにより走査が行なわれるような、任意のＳＣＩの方法で実行することができる。すべての場合において、本発明は、スペクトル制御可能な光源を備えた従来の干渉計を用いて実施することができる。
【００１４】
本発明の様々な他の利点は、以下の明細書の説明および添付の特許請求の範囲で特に記載する特徴から明らかになるであろう。したがって、上記の目的を達成するために、本発明は、以下の図面に示し、好ましい実施形態の詳細な説明で詳述し、特に特許請求の範囲で記載する特徴を含むが、そのような図面および説明は、本発明が実施される様々なやり方の一部を開示しているにすぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第８，４２２，０２６号明細書
【特許文献２】米国特許第８，６７５，２０５号明細書
【特許文献３】米国特許第８，８１０，８８４号明細書
【特許文献４】米国特許第９，５８１，４２８号明細書
【特許文献５】米国特許第９，５８１，４３７号明細書
【特許文献６】米国特許第９，６１８，３２０号明細書
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Born M, Wolf E. “Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light,” 7th Expand Ed.,Cambridge, New York: Cambridge University Press; 1999
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、湾曲した検査物品の曲率半径決定のため、検査物品のキャットアイおよび共焦点位置での干渉測定を行う典型的なセットアップを示している。
【図２】図２は、本発明によるシングルステップの手順を用いてＲＯＣの測定を行うセットアップの概略図である。
【図３】図３は、干渉計の光軸に沿った検査対象物の最大コントラストの位置を決定するコヒーレンス走査干渉法（「ＣＳＩ：Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」）技術による解析のためのＳＣＩ方法論に従って、変調の周期を変化させることにより空間でシフトさせた３つの局在化した干渉縞包絡線を示している。
【図４】図４は、干渉計の光軸に沿った検査対象物の最大コントラストの位置を決定する位相シフト干渉法（「ＰＳＩ：Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」）技術による解析のためのＳＣＩ方法論に従って、変調の位相を変化させることにより位相がシフトした３つの局在化した干渉縞包絡線を示している。
【図５】図５は、変調された光源の平均波長を変化させることにより生成される干渉縞包絡線のピーク付近の局在化した干渉縞間での位相差の影響を拡大して示している。
【図６】図６は、ＳＣＩ機器の光源において平均波長変化を導入することが可能な構成を示している。
【図７】図７は、同時に位相シフトされた波長依存の局在化した干渉縞を生成するために、図６のセットアップで使用されるような３つの波長フィルタにより生成された透過特性曲線Ｔを示している。
【図８】図８は、本発明を実施するのに必要な本質的なステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示で使用される場合、「白色光」は、典型的には数ナノメートルのオーダーの帯域幅を有し、白色光干渉法（ＷＬＩ）の分野で使用されるあらゆる種類の広帯域光を指すものとする。ＷＬＩとＣＳＩ（コヒーレンス走査干渉法）は同じ意味で使用される。一般に光に関して、「周波数」および「波長」という用語は、それらのよく知られている逆関係のために、当技術分野で一般的に行われているように、代替的に使用される。干渉測定における空間／時間の関係のため、「光路差」または「ＯＰＤ」および「時間遅延」は代替的に使用される。干渉装置を参照して当技術分野で通常行われるように、「光路差」および「ＯＰＤ」は、装置の検査アームおよび基準アームの光路の長さの差を指すためにも使用される。同様に、特に明記しない限り、「サイン」と「コサイン」および関連する用語は代替的に使用される。「基準面」、「基準光学系」および「基準球」の用語は代替的に使用され、球面がＲＯＣ測定のために当技術分野で通常使用されることが理解される。同様に、「検査表面」、「測定面」、「検査物品」、「検査対象物」、「検査レンズ」の用語はすべて、測定の対象である物を指すために使用される。「シングルステップ」という用語および関連する用語は、測定目的での干渉縞信号の一時的な収集ではなく、測定機器内での検査対象物の位置決めのステップを指すために使用される。ＳＣＩの原理によれば、そのような連続的な干渉縞信号は、検査対象物を物理的に走査することなく光源を変調することにより、時間の経過とともに有利に取得できる。
【００１９】
「変調する」および「変調」という用語は、最も広い意味で光源に関連して使用され、光源によって生成されるエネルギーの周波数分布、振幅分布、または位相分布のどのような変更をも含意するものとし、また、所望の周波数、振幅、または位相分布を有する光信号を任意の手段によって合成することを含意する。干渉縞に関連して使用される場合、「変調」という用語は干渉縞の包絡線を指称する。スペクトル制御された光源または複数波長の光源の場合、「局在化した干渉縞」は、基準面から所定の距離に形成された明確に識別可能な干渉縞パターンを意味することを意図している。局在化した干渉縞は、それらを生成する表面および表面形状にどのように関係するかを示すために、それらが生成される表面に位置すると説明されている。しかし、物理的にそのような局在化した干渉縞は単なる仮想的な干渉縞であり、実際の干渉縞は検出器の表面でのみ形成される。また、「空間の所定の位置に局在化した干渉縞を生成する」という表現および関連する表現が便宜上使用されるが、意図する正確な意味は、基準面に対して「干渉測定の環境を作り出し、それにより、検査面が空間内の所定の位置となるときに、明確に識別可能な干渉縞パターンを作り出す」ことであることが理解される。「縞（フリンジ）」、「干渉縞」、「縞パターン」および「コレログラム」という用語は、当技術分野で通常与えられている意味内で互換的に使用される。一般的な用語「干渉法」および関連する用語は、当技術分野で使用されているように広く解釈されるべきであり、画像形成干渉計を使用した形状測定に限定されない。したがって、干渉法は、任意の既知の干渉法技術を使用した、物体の位置の変化の測定、または光学要素の厚さの測定を含むことを意図している。「スペクトル制御可能な光源」という用語は、何れかのスペクトル変調が可能な光源を意味する。たとえば、現在使用されているスペクトル変調が可能なレーザーのようにシングルコンポーネントのスペクトル制御可能な光源、またはブロードバンド光源と変調器を別々のコンポーネントとして含む光源のようにマルチコンポーネントの光源である。最後に、検査面の共焦点位置に関連して「実質的」という用語は、解像可能な縞が見える正確な共焦点近傍の位置を意味することを意図している。つまり、ヌルフリンジ（真の共焦点）位置を特定するための従来の方法を用いて測定を行うことができる位置である。
【００２０】
本発明によれば、特定の縞ピークの位置で干渉縞を局在化するＳＣＩの能力は、検査面を一度で直接測定する手順に限定して従来の方法に関連する問題を回避する新しいＲＯＣ測定の方法を提供する。基準光学系の曲率半径が分かっている場合、曲率半径の正確な値は式１から直接計算される。ＳＣＩを実行する場合、変調周期および光の平均波長は既知の値であるため、これらの値は一般に、基準面からの検査レンズの正確な距離を計算するために使用される。特に本発明によれば、検査レンズが基準面の共焦点位置にあるときの計算に使用される。干渉計の光軸に沿って測定されたこの値と、基準光学系の前側焦点距離との差により、ＲＯＣの望ましい値が得られる。
【００２１】
図１に示された構成の部分図としての図２を参照すると、本発明の測定シーケンスは、一般的に以下のように説明することができる。図１に示されるように、検査レンズ１４が、ＳＣＩ光源１６を備えた干渉計セットアップに取り付けられた基準面１８の共焦点位置２４（ヌルフリンジと一致する）に配置される。そしてＳＣＩ光源は、式１を使用して、基準面１８からのレンズ１４の距離を高精度で特定するために必要なすべての情報が得られる最大縞コントラストを生成するように変調される。基準面のＲＯＣと測定されたレンズ１４の距離との差分は、レンズ１４をキャットアイ位置２２（図１参照）に移動する必要なしに、測定されたレンズ１４の曲率半径をもたらす。それにより、従来の測定に伴う（アッベ誤差のような）測定誤差の大部分を取り除くことができる。また、光学台１０に沿った距離を測定する手段も必要ない。
【００２２】
現在当技術分野で実施されているＳＣＩでは、ほとんどの場合、正弦関数を使用して光源スペクトルを変調し、縞が見える単独の位置（ゼロＯＰＤ条件以外）を生成することが便利である（米国特許第８，４２２，０２６号参照）。この場合、縞の位相は変調信号の位相に結びついている。式２は、光源スペクトルの正弦波変調から生じる干渉パターンを示している。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
ここで、λ０は平均波長、ｚは（基準面に関連した）ゼロＯＰＤ点からの距離、Λは光源の全帯域幅、φはスペクトル変調の位相である。したがって、帯域幅と平均波長が固定された既知の光源がある場合、最高コントラストの縞を生成するために必要な波長変調周期を決定することにより、基準面に対する検査表面の位置を決定することができる。さらに、これらの式は、縞コントラストのピークの位置Ｌと干渉パターンの周期が、スペクトル変調の周期Δλと光源の平均波長λ０の両方に依存することを示している。縞の位相も同様にΔλとλ０に関連している。したがって、光源の平均波長を調整することにより、干渉縞の位相と位置の両方を変更することも可能である。ＳＣＩのこれらの基本的な特性は、この開示で対処する問題の解決策を含む、多くの応用の基礎を提供する。スペクトル変調は、基準面から予め定められた距離に局在化した干渉縞を形成できるため、単独測定に簡略化されたＲＯＣ測定を実行するのに特に適している。単独測定では従来のマルチステップの方法論に比べて大幅な改善が図られる。
【００２５】
共焦点位置２４における検査物品の配置は、従来の縞画像解析により特定される。たとえば、図３および図４は、それぞれＣＳＩおよびＰＳＩ解析用に生成された干渉縞包絡線を示している。縞画像は本質的に周期的であるため、ＰＳＩ解析は検査面プロファイルの非常に正確な相対測定値を生成するが、空間内での検査面の正確な位置の特定が難しい場合がある。干渉縞順序の一義化が必要になる場合、これは、米国特許第６，０５９，９２５号（高解像度垂直走査干渉法）で教示されているように、コヒーレンス包絡線の位置を走査することにより、従来の白色光干渉法（ＷＬＩ）方法との組み合わせで行うことができる。このアプローチは、光源１６から出射されるスペクトルを変調することによって包絡線の位置および／またはフリンジの位相が変更されたときに、検査面での一連の縞画像を取得することを含む。
【００２６】
本発明の重要な要素は、基準面の正確な曲率半径の情報である。これは、光学台を用いた従来の測定方法にて基準面を検査レンズとして扱うことで特定できる。あるいは、基準面を用いたＳＣＩセットアップにおいて、キャットアイ位置に反射面を配置し、基準面までの縞コントラストピークの距離を測定することで測定できる（ここでも単に式１を使用する）。このキャリブレーション操作は、基準球ごとに１回だけ実行する必要があり、測定ごとに繰り返す必要はない。
【００２７】
上述のように、干渉計の基準面に対する検査面の正確な共焦点位置は、実績のあるＳＣＩアプローチを使用したいくつかの方法で決定できる。図３に示されるように、例えば、空間内でシフトさせた３つの局在化した干渉縞包絡線３０、３２、３４（またはそれ以上）は、正弦波状に変調周期を変えることによりＳＣＩ原理に従って光源を変調して生成される。この情報により、従来の白色光干渉法を使用して、最大縞コントラストに対応する位置を決定することができる。同様に、図４は、ＳＣＩ原理に従って正弦波状に光源の変調の位相を変更することにより位相シフトさせた３つの局在化した干渉縞パターン３６、３８、４０（さらに多く使用され得る）を示し、従来の位相シフト法を用いた最大縞コントラストに対応する位置の決定をより正確に行うことができる。また必要に応じて、前述のような従来の方法により正しい干渉縞の順序を特定することができる。基準面に対する検査面の正確な位置は、縞ピークに対応する変調の周期および平均波長に基づいて式１で計算できる。
【００２８】
上記で説明したように、光源の平均波長を調整することにより、ＳＣＩによって生成される干渉縞の位相と位置の両方を変更することが可能であるため、基準面に対する検査面の位置を正確に決定する別のアプローチは、同時に観測される光源のスペクトルの異なる部分を使用することに基づいている。図５は、３つの大きく拡大された局在化した干渉縞パターン（コレログラム）４２、４４、４６を示している。これらは、例えば白色光をそれぞれのフィルタに通すことによって異なる平均波長で生成される。同図において測定される表面は線４８で象徴的に表されている。異なる平均波長を使用した結果、各コレログラムは（式２により）異なる干渉縞周期を有する。干渉縞の強度曲線と測定対象の表面の交点は、各コレログラムの位相が表面の位置を基準にして異なる速度で変化することを示している。３つの位相の組み合わせは、基準面から一定範囲の距離の内で一意であり、複数波長干渉法（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）の動作原理を使用して正確な距離を計算するために使用できる。
【００２９】
４２、４４、４６で例示される干渉縞パターンは、スペクトル変調の同じ周期を共有するか、もしくは異なる変調周期を有することができる。ＳＣＩでの典型的な広帯域ソースの使用には、それぞれが異なる平均波長に対応した独立の検出チャンネルを構築する方法が便利である。例えば、図６に示すように、従来の干渉計で一連の画像を登録するために使用される１台のカメラの代わりに、３台のカメラ５０、５２、５４（またはそれ以上）のセットを使用して、各カメラの前に異なるフィルタ（それぞれ要素５６、５８、６０として示されている）を装備させておくことができる。入射ビーム６２は、それぞれのカメラ／フィルタの組み合わせに向けられた２つのビームスプリッタ６４および６６によって３つのビームに分割される。各フィルタは、各カメラが異なる平均波長を有する結果として生じるスペクトルを見ることができるように、ソーススペクトル全体の一部のみを通過させるように選択されている。この種のフィルタでの透過特性曲線の例が図７に示されている。図７においては、曲線７０、７２、７４はそれぞれ３つのフィルタ５６、５８、６０によって透過されたスペクトルに対応し、曲線７６は変調前のソースの全体スペクトルを表す。これらのフィルタの透過特性曲線Ｔを適切に選択することにより、上記の特性を備えた３つの同時に生じるコレログラムを生成できる。このアプローチについては、係属中の出願、第１５／９５９，００６号「スペクトル制御干渉法における波長シフト」に詳述されている。
【００３０】
以上のように、基準面のＲＯＣが正確に知られている場合に、スペクトル制御干渉法の装置を用いて検査面の曲率半径を測定するための簡便な方法を説明した。必要とされるのは、基準面の共焦点であるヌルフリンジ位置における検査面の単独測定である。このため、この手順は同じ物品の複数コピーを製造するプロセスでのインライン検査に特に有益である。いずれの場合も、測定される面のＲＯＣは、基準面のＲＯＣと、基準面の共焦点において干渉計の光軸に沿って測定された検査面の位置との差から容易に得られる。図８は、本発明の実施に含まれる重要なステップのフローチャートの概要である。
【００３１】
本明細書では、最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるもので本発明を示し説明したが、そこから逸脱が可能であることが認識される。たとえば、ＳＣＩ測定を実行するために変調によって導入される位相シフトは、変調の位相および光源の平均波長の例示的な変化とともに説明されており、それらはすべて局在化した干渉縞に位相シフトを生成する。しかしながら、本発明は結果として生じる干渉縞に対応する位相シフトが干渉解析に適している限り、光源のスペクトルの変調における他の変化でも実施できることを理解されたい。これらのソリューションは、本発明を説明する最良の方法であるが、特定のサンプルの最適な測定または特定のテスト条件下で、より複雑なソリューションが必要になる可能性がある。したがって、本発明は、開示された詳細に限定されるものではなく、あらゆる同等の装置および方法を包含するために特許請求の範囲の全範囲が与えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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