JP2001317933A

JP2001317933A - 形状測定装置

Info

Publication number: JP2001317933A
Application number: JP2000133908A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Izeki; 敏之井関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】重量増加の要因となる大面積の反射板をプロ
ーブに設けなくとも、プローブの位置測定を行うことの
できる形状測定装置を提供する。【解決手段】Ｚ軸方向に可動な接触式プローブを弾性
部材を介して支持するＺ軸ステージ３と、このＺ軸ステ
ージの位置をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段４と、
前記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向と直交方向に移動さ
せるＸＹ軸移動手段１７と、被検物１１に対して相対位
置関係が固定的に設けられた基準平面１３と、この基準
平面に対するプローブ１の位置を測定するプローブ位置
測定手段６と、前記ＸＹ軸移動手段の移動量を測定する
ＸＹ軸移動量測定手段と、前記Ｚ軸移動手段の移動量を
測定するＺ軸移動量測定手段とを備えた形状測定装置に
おいて、前記プローブ位置測定手段６の測長光路中に光
束径縮小手段を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にレーザプリン
タやデジタルコピア（登録商標）の光書き込み系の走査
レンズなどの光学面形状の測定で用いられる形状測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】接触式の形状測定用プローブの接触荷重
を制御する方法には、大別すると２種類の方法がある。
第１の方法は、プローブを支持する弾性体の変形量を、
プローブを弾性部材を介して支持するＺ軸ステージから
直接測定し、この測定値を所定値に維持するよう制御す
る方法である。第２の方法は、プローブの位置と、弾性
体を介してプローブが固定されるＺ軸ステージの位置と
を、Ｚ軸ステージの外部に固定された同一の座標系で測
定し、両者の差を一定に維持するよう制御する方法であ
る。第１および第２の方法について以下に詳しく述べ
る。まず、第１の方法であるプローブを支持する弾性体
の変形量を直接測定する方法は、例えば1991年度精密工
学会秋季大会学術講演会論文集、Ｐ．６８５（以下従来
技術１という）に開示されている。この方法では、プロ
ーブ支持ばねを介してＺ軸ステージに支持されたプロー
ブのＺ軸ステージに対する変位をレーザ測長器で測定す
るとともに、Ｚ軸ステージの外部に固定された基準平面
に対するＺ軸ステージの位置を、別の３軸のレーザ測長
器で測定する構成をとっている。以下に、上記のごとき
構成を採った場合の典型的な動作の１例を簡単に説明す
る。まずＺ軸ステージの位置を測定する３軸のレーザ測
長器の測定値のうちどれか１つ、または３つの測定値の
平均値を使ってＺ軸ステージの位置制御を行い、プロー
ブ変位測定用のレーザ測長器をモニタしながら、プロー
ブを被検面に近づける。プローブ変位測定用レーザ測長
器の値の変化は、プローブ先端が被検面に接触したこと
を示す。そこで、プローブ変位測定用レーザ測長器の値
が所定の値に１致した時点で、この値を一定に維持する
追従制御モードに切り替える。そして追従制御モード状
態で被検面を接触走査しつつ、逐次にＺ軸ステージの位
置を測定する３軸のレーザ測長器の測定値と、プローブ
変位測定用レーザ測長器の測定値をサンプリングし、こ
れらの値からプローブ先端の座標点群を得る。前記第１
の方法における別の方法が、例えば、特開平5-087556号
公報（以下従来技術２という）に開示されている。この
方法では、プローブ支持ばねを介してＺ軸ステージに支
持されたプローブのＺ軸ステージに対する変位を、反射
光のエネルギー分布の変化からプローブ位置を測定する
手段、所謂、光学式変位計を用いて測定すると同時に、
Ｚ軸ステージの外部に固定された測定基準に対するプロ
ーブ位置を、シングルパス型レーザ測長器で測定する構
成をとっている。さらに、Ｚ軸ステージの移動量測定手
段、例えばリニアエンコーダ等が別途設置される。以下
に、上記のごとき構成をとった場合の典型的な動作の１
例を簡単に説明する。まずＺ軸ステージの移動量測定手
段による測定値をＺ軸ステージの位置制御に用い、プロ
ーブ変位測定用の光学式変位計の出力をモニタしなが
ら、プローブを被検面に近づける。光学式変位計の出力
の変化は、プローブ先端が被検面に接触したことを示
す。そこで、光学式変位計の出力が所定値に１致した時
点で、この値を一定に維持する追従制御モードに切り替
える。そして追従制御モード状態で被検面を走査しつ
つ、逐次、プローブの位置をレーザ測長器でサンプリン
グし、プローブ先端の座標点群を得る。

【０００３】又、第２の方法として、プローブの位置と
弾性体を介してプローブが固定されるＺ軸ステージの位
置とを同一の座標系で測定し、両者の差を一定に維持す
ることによって接触荷重を一定に制御する方法は、例え
ば特開平5-231854号公報（以下従来技術３という）に開
示されている。この方法では、プローブ支持ばねを介し
てプローブとＺ軸ステージを結合し、Ｚ軸ステージの外
部に固定された測定基準に対するプローブの位置と、Ｚ
軸ステージの移動量とを、同時に測定する構成をとって
いる。プローブ位置の測定手段に関する具体的な記述は
ないが、例えば、1992年度精密工学会春季大会学術講演
会論文集、Ｐ．６９７に開示されているように、レー
ザ測長器などを用いることが可能である。また、プロー
ブの可動方向に直交する方向への拘束手段の記述もない
が、例えば、従来技術１、２で示された平行板ばね方式
の他に、特開平5-60542号公報に開示されているような
空気軸受けで支持する方式も適用可能である。以下に、
上記のごとき構成を採った場合の典型的な動作の１例を
簡単に説明する。まずＺ軸ステージの移動量測定手段に
よる測定値をＺ軸ステージの位置制御に用い、レーザ測
長器によるプローブ位置の測定値と、Ｚ軸ステージの移
動量測定手段による測定値の差出力をモニタしながら、
プローブを被検面に近づける。差出力の変化は、プロー
ブ先端が被検面に接触したことを示す。そこで、差出力
が所定値に１致した時点で、この値を一定に維持する追
従制御モードに切り替える。そして追従制御モード状態
で被検面を走査しつつ、逐次、プローブの位置をレーザ
測長器でサンプリングし、プローブ先端の座標点群を得
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１では、Ｚ軸
ステージの外部に固定された基準平面に対するＺ軸ステ
ージの位置を、３軸のレーザ測長器を用いて測定してい
る。３軸のレーザ測長器を用いる理由は、Ｚ軸ステージ
の位置と姿勢変化を同時測定し、アッベ誤差を補正する
ためであるが、これによりレーザ測長のための光学系が
大変複雑になると同時に高価となるという問題がある。
また、従来技術１では、プローブ支持ばねを介してＺ軸
ステージに支持されたプローブの、Ｚ軸ステージに対す
る変位をレーザ測長器で測定しているが、プローブ側に
取り付けた反射板に測長光を直接照射しているので、比
較的大面積の反射板が必要になり、これがプローブ重量
の増加の要因となり、被検面の凹凸に対するプローブの
追従性能を悪化させる、という問題がある。従来技術２
では、プローブ位置をシングルパス型レーザ測長器で測
定するので、ダブルパス型に比べて精度が劣る、という
問題がある。また、従来技術２では、被検面との接触を
伴わない状態でのＺ軸ステージの動作、例えば、測定開
始位置へのプローブ移動動作や測定終了時のプローブ回
避動作などを行うために、Ｚ軸ステージの位置制御用の
位置計測手段を別途設ける必要があり、装置構成の複雑
化とコストアップにつながる、という問題がある。さら
に、Ｚ軸ステージの位置計測手段を別途設ける代わり
に、プローブ位置計測手段で代用してもよいが、そのた
めには、プローブがＺ軸ステージと１体で動く必要があ
り、支持ばねの剛性を高める必要が生じる。そして支持
ばねの高剛性化は、接触荷重変動を許容範囲に抑えるた
めに走査速度を落とさなければならなくなるなどの弊害
の１因となってしまう、という問題がある。

【０００５】従来技術３では、Ｚ軸ステージの外部に固
定された測定基準と、プローブと被検物を相対移動させ
る移動ステージとの平行度が保証されないと、支持ばね
の変形量を一定に維持できないので、測定基準とステー
ジ移動方向の平行度をミクロンオーダーからサブミクロ
ンオーダーに合わせなければならず、調整作業が非常に
困難となるという問題がある。また、従来技術３では、
使用する支持ばねの剛性によっては、平行度だけでな
く、移動ステージ自体の真直度が問題となるケースも発
生し、このため高精度な移動ステージが必要となり、大
幅なコストアップにつながる、という問題がある。さら
に、従来技術３では、支持ばねの変形量を一定に維持で
きないまま、これを無視して測定を行うと、被検物がプ
ラスチックなどの変形しやすい材質からできている場
合、被検物自体の変形による測定誤差が生じてしまうと
いう問題がある。本発明の課題は、このような問題点を
解決することにある。すなわち、本発明の目的は、荷重
制御を行う接触式形状測定機において、２つの動作モー
ド、すなわち、測定開始位置へのプローブ移動動作や、
測定終了時のプローブ回避動作を行うための「位置制御
モード」と、被検面に対してプローブを接触走査させな
がらＸＹＺ３軸の座標測定を行うための「追従制御モー
ド」を、アッベの原理を満足する必要最小限のハードウ
エアにて構成することで、測定系が複雑化したり高価な
構成になるのを防ぐ形状測定装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、高速走査の妨げとなる
プローブ重量の増大を抑え、被検面の凹凸に対するプロ
ーブ追従性能の悪化を防止し、プローブ位置測定を高精
度に行うする形状測定装置を提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、Ｚ軸ステージの外部に固定さ
れた測定基準と、プローブと被検物を相対移動させる移
動ステージとの平行度が厳密に調整されなくても、ある
いは真直度誤差がほとんどない高精度な移動ステージを
用いなくても、プローブ接触荷重を一定に維持できる形
状測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、Ｚ軸方向に可動な接触式
プローブを弾性部材を介して支持するＺ軸ステージと、
このＺ軸ステージの位置をＺ軸方向に移動させるＺ軸移
動手段と、前記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向と直交方
向に移動させるＸＹ軸移動手段と、被検物に対して相対
位置関係が固定的に設けられた基準平面と、この基準平
面に対するプローブの位置を測定するプローブ位置測定
手段と、前記ＸＹ軸移動手段の移動量を測定するＸＹ軸
移動量測定手段と、前記Ｚ軸移動手段の移動量を測定す
るＺ軸移動量測定手段とを備えた形状測定装置におい
て、前記プローブ位置測定手段の測長光路中に光束径縮
小手段を設けること特徴とする。請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の形状測定装置において、前記プロ
ーブ位置測定手段による測定値と前記Ｚ軸移動量測定手
段による測定値との差を所定値に維持するようにＺ軸移
動手段の位置制御を行う第１Ｚ軸追従制御手段と、前記
Ｚ軸移動量測定手段による測定値を使って前記Ｚ軸移動
手段の位置制御を行う第１Ｚ軸位置制御手段と、前記Ｚ
軸追従制御手段および前記Ｚ軸位置制御手段とを切り替
えるスイッチからなること特徴とする。請求項３に記載
の発明は、請求項２に記載の形状測定装置おいて、前記
プローブ位置測定手段による測定値と前記Ｚ軸移動量測
定手段による測定値との差である所定値は、前記ＸＹ軸
移動量測定手段による測定値の関数として予めめ与えら
れることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求
項１に記載の形状測定装置おいて、前記プローブ位置測
定手段は、前記プローブの端部に設けた反射板と、この
反射板と前記Ｚ軸ステージとの間に測長光路を有するダ
ブルパス型レーザ干渉計からなることを特徴とする。請
求項５に記載の発明は、Ｚ軸方向に可動な接触式プロー
ブを弾性部材を介して支持するＺ軸ステージと、このＺ
軸ステージに対するプローブのＺ軸方向の変位を測定す
るプローブ変位測定手段と、前記Ｚ軸ステージの位置を
Ｚ軸方向に移動させるＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸ステー
ジの位置をＺ軸方向と直交方向に移動させるＸＹ軸移動
手段と、このＸＹ軸移動手段の移動量を測定するＸＹ軸
移動量測定手段と、被検物に対して相対位置関係が固定
的に設けられた基準平面と、この基準平面に対する前記
Ｚ軸ステージの位置を測定するＺ軸ステージ位置測定手
段とを備えた形状測定装置において、前記Ｚ軸ステージ
位置測定手段の測長光路中に光束径縮小手段を設けるこ
と特徴とする。

【０００７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の形状測定装置において、前記プローブ変位測定手段に
よる測定値を一定値に維持するように前記Ｚ軸移動手段
の位置制御を行う第２Ｚ軸追従制御手段と、前記Ｚ軸ス
テージ位置測定手段による測定値を使って前記Ｚ軸移動
手段の位置制御を行う第２Ｚ軸位置制御手段と、前記Ｚ
軸追従制御手段および前記Ｚ軸位置制御手段を切り替え
るスイッチからなることを特徴とする。請求項７に記載
の発明は、請求項５に記載の形状測定装置において、前
記プローブ変位測定手段および前記Ｚ軸ステージ位置測
定手段のいずれか１方又は両方は、前記プローブの端部
に設けた反射板と、この反射板と前記Ｚ軸ステージとの
間に測長光路を有するダブルパス型レーザ干渉計からな
ることを特徴とする。請求項８に記載の発明は、Ｚ軸方
向に可動な接触式プローブを弾性部材を介して支持する
Ｚ軸ステージと、このＺ軸ステージに対するプローブの
Ｚ軸方向の変位を測定するプローブ変位測定手段と、前
記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動
手段と、前記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向と直交方向
に移動させるＸＹ軸移動手段と、このＸＹ軸移動手段の
移動量を測定するＸＹ軸移動量測定手段と、被検物に対
して相対位置関係が固定的に設けられた基準平面と、こ
の基準平面に対する前記プローブの位置を測定するプロ
ーブ位置測定手段とを備えた形状測定装置において、前
記プローブ位置測定手段の測長光路中に光束径縮小手段
を設けること特徴とする。請求項９に記載の発明は、請
求項８に記載の形状測定装置において、前記プローブ変
位測定手段および前記プローブ変位測定手段による測定
値を一定値に維持するようにＺ軸移動手段の位置制御を
行う第三Ｚ軸追従制御手段と、前記プローブ位置手段に
よる測定値とプローブ変位測定手段による測定値との差
を使って前記Ｚ軸移動手段の位置制御を行う第３Ｚ軸位
置制御手段と、前記Ｚ軸追従制御手段および前記Ｚ軸位
置制御手段を切り替えるスイッチからなることを特徴と
する。請求項１０に記載の発明は、請求項１、請求項５
および請求項８のいずれか１つの請求項に記載の形状測
定装置において、前記光束径縮小手段は、焦点距離の異
なる少なくとも２枚のレンズからなることを特徴とする
形状測定装置。請求項１１に記載の発明は、請求項１、
請求項５および請求項８のいずれか１つの請求項に記載
の形状測定装置において、前記光束径縮小手段は、前記
プローブに設けられた反射板上に光を集光させるよう配
置されたレンズよりなることを特徴とする。請求項１２
に記載の発明は、請求項１、請求項５および請求項８の
いずれか１つの請求項に記載の形状測定装置において、
前記ＸＹ軸移動量測定手段にダブルパス型レーザ干渉計
を用い、測長光路の延長線上にプローブの先端が位置す
るように前記プローブ変位測定手段がＺ軸ステージ上に
設置されることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施としての形状測定装置を示す概略図である。図１にお
いて、図示する方向にＹ軸、Ｚ軸をとり、紙面と垂直方
向にＸ軸をとる。形状測定装置は、プローブ１と、支持
ばね２と、Ｚ軸テーブルおよびＺ軸案内よりなるＺ軸ス
テージ３と、Ｚ軸移動用モータ４と、ＸＹ軸ステージ５
と、プローブ位置測定手段６と、Ｚ軸移動量測定手段７
と、被検物１１と、被検物基準面１２と、基準平面１３
と、Ｚ軸案内固定用の架台１４と、プローブチップ１５
と、反射板１６とを有している。プローブ位置測定手段
６は、ダブルパス型レーザ干渉計等を用いてなり、被検
物１１に対して相対位置関係が固定的に設けられた基準
平面１３に対するプローブの位置をプローブ軸上に測長
光路をとって測定する。また、Ｚ軸移動量測定手段７
は、Ｚ軸移動量測定のための光学式リニアエンコーダ等
を用いてなる。プローブチップ１５は、被検物１１と接
触するものである。反射板１６は、プローブに設けられ
ている。図１では、プローブ位置測定手段６は、Ｚ軸ス
テージ３上に固定されるように表わされているが、架台
１４に固定されてもよい。形状測定装置の動作モードの
切り替え手段を図２に基づいて説明する。図２において
は、図１と同一構成部品は同一の参照番号が付されてい
る。図２に示すように、形状測定装置は、プローブ位置
測定手段６と、Ｚ軸ステージ３の移動量測定のためのＺ
軸移動量測定手段７と、第１Ｚ軸追従制御手段８と、第
１Ｚ軸位置制御手段９と、第１Ｚ軸追従制御モードと第
１Ｚ軸位置制御モードとを切り替えるスイッチ１０と、
制御用コンピュータＡとを有している。上記のごとき構
成よりなる形状測定機の動作について説明する。まず被
検物基準面１２上に被検物１１を置く。ここで、大量の
同一形状の被検物を測定する場合には、図示しない位置
決め基準、例えば位置決め用のピンや突当面等を使って
位置決めし、後述する動作を自動で行わせるようにする
とよい。次に、ＸＹ軸ステージ５を動作させてプローブ
１を測定開始位置に移動し、更にＺ軸ステージ３を動作
させて、被検物１１の表面近傍にプローブ１を移動す
る。ＸＹ軸ステージ５とＺ軸ステージ３の動作順序は逆
でもよい。このときのＺ軸ステージ３の動作は、Ｚ軸ス
テージ位置測定手段７によって測定される位置信号を使
った位置制御を、第１Ｚ軸位置制御手段９を使って行
い、これは制御用コンピュータＡを使ってスイッチ１０
を図２に示す状態に設定することにより達成される。ま
た、Ｚ軸移動量測定手段７は光学式リニアエンコーダの
代わりに、例えば磁気式リニアエンコーダや、光学式、
渦電流式、静容量式等の変位センサやを用いてもよい。
あるいは、モータ４の回転軸に取り付けたロタリーエン
コーダを用いて回転角度から直線移動距離を算出するよ
うにしてもよい。

【０００９】制御用コンピュータＡは、プローブ位置測
定手段６とＺ軸ステージ位置測定手段７との測定値を入
力して、その差出力が変化しない時はスイッチ１０を第
１Ｚ軸位置制御手段９側で制御してＺ軸ステージ３を駆
動し、プローブ１を被検物１１に更に近接させる（この
とき位置制御モードという）。差出力が変化しない間
は、プローブ１と被検物とが接触していないとみなして
差出力が所定値C になるまで更に近接動作を継続する。
制御用コンピュータＡは、プローブ位置測定手段６とＺ
軸ステージ位置測定手段７との測定値の変化量が所定値
C になったことを判断し、第１Ｚ軸追従制御手段８の側
へスイッチさせるように制御する（このとき追従制御モ
ードという）。追従制御モードの状態でＸＹ軸ステージ
５を動作させると、プローブ１は被検物１１に一定荷重
で接触した状態を維持したまま、被検物表面を接触走査
できる。接触走査中にプローブ位置測定手段６による測
定データとＸＹ軸移動量測定手段（図示してない）によ
る測定データとを、同期を取りながら逐次サンプリング
することによって、被検物１１表面の立体形状を座標点
群データとして測定することができる。なお、ＸＹ軸移
動量測定手段には、ダブルパス型レーザ干渉計を用いて
もよい。その場合、干渉計はＺ軸ステージ上に載置する
のがよく、その測長光路はプローブチップ１５を同軸上
に含む構成とするのがさらによい。図１に示す構成にお
いて、ＸＹ軸ステージ５の可動範囲を表わす仮想面と、
Ｚ軸方向基準平面１３との平行度が保たれていないと、
ＸＹ軸ステージ５の可動範囲において接触荷重を一定に
維持することができない。そこで、図１５を参照しなが
ら、以下に説明するような校正作業を行なって接触荷重
を一定に維持できるようにする。図３に基づいて前記記
制御モードのデータ処理の説明をする。まず、ＸＹ軸ス
テージ５の可動範囲において、基準位置（Ｘ０、Ｙ０）
を定め、その位置でのプローブ位置測定手段６の測定値
Ｚ０を制御用コンピュータに記憶する（ステップＳ１
０）。次に、Ｚ軸ステージ３をＺ軸方向に固定した状態
で、ＸＹ軸ステージ５を駆動しながら、そのときのＺ座
標を逐次測定し、ＸＹ軸ステージ５の可動範囲における
Ｚ座標の変化を、Ｚ０との相対座標の離散データΔＺｉ
ｊとして制御用コンピュータに記憶する（ステップＳ２
０）。

【００１０】次に、離散データΔＺｉｊをｍ×ｎ次の多
項式（ΔＺ=ΣΣＡｍｎ・Ｘ^m・Ｙⁿ）に近似し、そのと
きの多項式の係数Ａｍｎを制御用コンピュータに記憶す
る（ステップＳ３０）。上記ｍ×ｎ次の多項式は、基準
平面１３に対するＸＹ軸ステージ５のＺ軸方向真直度誤
差ΔＺを表わすから、図示しないＸＹ軸移動量測定手段
によって測定されたＸ，Ｙ座標を上式（ΔＺ=ΣΣＡｍ
ｎ・Ｘ^m・Ｙⁿ）の右辺に代入することによって，その
Ｘ，Ｙ座標位置でのＺ方向真直度誤差ΔＺが求まる．座
標を追従制御モードにおける目標値を所定の固定値Ｃと
する代わりに、Ｃ−ΔＺとすることで、真直度誤差に起
因する接触荷重変動を抑えることが可能になる。次にプ
ローブ位置測定手段６の具体的な構成を説明する。図４
はプローブ位置測定手段６で用いているダブルパス型レ
ーザ干渉計の従来例を示す。１３は基準平面、１６は反
射板、１９は４分の１波長板である。２１から入射した
光は偏光ビームスプリッタ１８により、偏光方向に従っ
て透過光と反射光に分割される。２１から入射した光
は、１８１で２分割され、透過光は２０１、２０２、１
８２を経由して２２に向かう。１方１８１で反射した光
は、１３１、１８１、１６１、１８１、２０１、２０
２、１８２、１６２、１８２、１３２、１８２を経由し
て２２に向かう。このようにして基準平面１３と、反射
板１６の距離の変化を干渉縞の明暗として検出する。な
お、前述したように、偏光ビームスプリッタ１８とコー
ナーキューブプリズム２０は、図１において、Ｚ軸ステ
ージ３上か、Ｚ軸案内固定用架台１４上に固定される。
プローブ１の軽量化のためには反射板１６はなるべく小
さく軽い方が望ましい、図５は反射板１６の面積を小さ
くした場合の本発明の１例を示す。光路中に焦点距離の
異なる２枚のレンズを挿入して、Ｚ軸ステージ３、もし
くはＺ軸案内固定用架台１４上に固定し、反射板１６に
おけるビーム径を縮小する。なお、光の経路は図４と同
様なので省略する。このような構成を採ることにより、
２枚のレンズの両側で光束の並行性が保たれ、Ｚ軸ステ
ージに対してプローブ１がｍｍオーダーのストロークで
変位しても測定には影響しない。図６は反射板１６の面
積を小さくした場合の別の対応例を示す。光路中に凸レ
ンズを挿入して、反射板１６上に焦点を結ばせるように
する。この場合の測定光の経路は、２１、１８１、１３
１、１８１、１６１、１８２、２０２、２０１、１８
１、１６１、１８２、１３２、１８２、２２となる。凸
レンズの焦点距離には特に制限はないが、広い測長可能
範囲を確保するためには焦点距離の長い方が焦点深度が
深くなるので望ましい。

【００１１】次にプローブ構造の具体例を、図７〜図１
０に基づいて説明する。図７は、プローブを静圧空気軸
受で支持する様子を表している。図７において、１はプ
ローブを示し、２は支持ばねを示し、３はＺ軸ステージ
もしくはＺ軸ステージに固定される中間部材を示す、２
５はプローブ位置測定手段、または、プローブ変位測定
手段を示し、２６は吸気口を示し、２７は静圧パッドを
示している。２５は、具体的には、例えば光学式、渦電
流式、静電容量式等の各種変位計やレーザ干渉計を示し
ている。プローブ１は吸気口２６から供給される高圧空
気と静圧パッド２７により非接触で支持され、軸方向に
のみ滑らかに変位できる構造となっている。図８は、図
７と同様にプローブ１を静圧空気軸受で支持する構成で
あるが、支持ばね２の代わりに空気ばねを用いる点が異
なる。図８において、２６１は浮上用吸気口を示し、２
６２は押下用吸気口を示ている。これらの浮上用吸気口
２６１および押下用吸気口２６１に供給する空気の圧力
を、図示しない電空レギュレータ等で制御し、所望のば
ね剛性を得る。図８の構成は、接触荷重の設定可能範囲
の拡大に寄与する。図９と図１０は静圧空気軸受の代わ
りに平行ばねを用いる構成を示しており、それぞれ弾性
ヒンジと板ばねを利用する例を示している。平行ばねを
用いることで、プローブ１の軸方向の剛性を低くかつ軸
外方向の剛性を高めることができる。

【００１２】次に、本発明の第２の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第２の実施の形態に
おいては、本発明の第１の実施の形態と同じ構成要素に
は同じ参照符号が付される。図１１において、図示する
方向にＹ軸、Ｚ軸をとり、紙面と垂直方向にＸ軸をと
る。図１１に示すように、本発明の第２の実施の形態と
しての形状測定装置は、プローブ１と、支持ばね２と、
Ｚ軸テーブルおよびＺ軸案内よりなるＺ軸ステージ３
と、Ｚ軸移動用モータ４と、ＸＹ軸ステージ５と、被検
物１１と、被検物基準面１２と、基準平面１３と、Ｚ軸
案内固定用の架台１４と、プローブチップ１５と、反射
板１６と、Ｚ軸ステージ位置測定手段２８およびプロー
ブ変位測定手段２９を有している。以下、本発明の第２
の実施の形態としての形状測定装置の図１と異なる点に
ついてのみ説明を加える。Ｚ軸ステージ位置測定手段２
８は、ダブルパス型レーザ干渉計等を用いたものであ
り、基準平面１３に対するＺ軸ステージの位置をプロー
ブ軸上を測長光路として測定する。プローブ変位測定手
段２９は、具体的には、光学式、渦電流式、静電容量式
等の各種変位計やレーザ干渉計などで構成され、Ｚ軸ス
テージを基準としたプローブ変位を測定するように配置
される。ここで光学式変位計とは、プローブ端部に設け
られた反射板に光を照射し、反射光のエネルギー分布の
変化からプローブ変位を検出するものを指し、具体的に
は、三角測量方式の光学式変位計や、非点収差法やナイ
フエッジ法等の焦点検出方式の光学式変位計を指す。図
１２に基づいて本発明の第２の実施の形態としての形状
測定装置の動作モードの切り替え手段を説明する。図１
２においては、図１１と同一構成部品は同一の参照番号
が付されている。図１２に示すように、形状測定装置
は、Ｚ軸ステージ位置測定手段２８と、プローブ変位測
定手段２９と、第２Ｚ軸追従制御手段３１と、第２Ｚ軸
位置制御手段３２と、スイッチ１０と、制御用コンピュ
ータＡとを有している。上記のごとき構成よりなる形状
測定機の動作について説明する。まず被検物基準面１２
上に被検物１１を置く。ここで、大量の同一形状の被検
物を測定する場合には、図示しない位置決め基準で被検
物を位置決めし、後述する動作を自動で行わせるように
するとよい。次に、ＸＹ軸ステージ５を動作させてプロ
ーブ１を測定開始位置に移動し、更にＺ軸ステージ３を
動作させて、被検物１１の表面近傍にプローブ１を移動
する。ＸＹ軸ステージ５とＺ軸ステージ３の動作順序は
逆でもよい。このときのＺ軸ステージ３の動作は、Ｚ軸
ステージ位置測定手段２８による位置信号を使った位置
制御を第２Ｚ軸位置制御手段３２を使って行い、これ
は、制御用コンピュータＡを使ってスイッチ１０を図１
２に示す状態に設定することにより達成される。

【００１３】制御用コンピュータＡは、プローブ変位測
定手段２９の測定値を入力して、その測定値が変化しな
い時はスイッチ１０を第２Ｚ軸位置制御手段３２側で制
御してＺ軸ステージ３を駆動し、プローブ１を被検物１
１に更に近接させる（このとき位置制御モードとい
う）。差出力が変化しない間は、プローブ１と被検物と
が接触していないとみなして更に近接動作を継続する。
また、制御用コンピュータＡは、Ｚ軸ステージ位置測定
手段７２９の測定値の変化量が所定の量になったことを
判断し、第２Ｚ軸追従制御手段３１の側へスイッチさせ
るように制御する（このとき追従制御モードという）。
追従制御モードの状態でＸＹ軸ステージ５を動作させる
と、プローブ１は被検物１１に一定荷重で接触した状態
を維持したまま、被検物表面を接触走査できる。接触走
査中に、Ｚ軸ステージ位置測定手段２８による測定デー
タ、プローブ変位測定手段２９の測定データ、ＸＹ軸移
動量測定手段（図示してない）による測定データを、同
期を取りながら逐次サンプリングすることによって、被
検物１１表面の立体形状を座標点群データとして測定す
ることができる。なお、ＸＹ軸移動量測定手段には、ダ
ブルパス型レーザ干渉計を用いてもよい。その場合、干
渉計はＺ軸ステージ上に載置するのがよく、その測長光
路はプローブチップ１５を同軸上に含む構成とするのが
さらによい。すべての干渉光学系をＺ軸ステージ３上に
配置できない場合には、図４の構成を用いてもよい。こ
の場合、平面ミラー１６のみをＺ軸ステージ上に配置
し、偏光ビームスプリッタ１８、４分の１波長板１７、
１９、コーナーキューブプリズム２０は、架台１４に対
して固定する。プローブ変位測定手段２９にダブルパス
型レーザ干渉計を用いる場合も同様であり、最も簡単に
は、図４示す干渉光学系が利用でき、更に、図５、図６
に示す光束径縮小手段を適用できる。プローブ変位測定
手段２９にダブルパス型レーザ干渉計を用いることの利
点は、光学式、渦電流式、静電容量式等のいわゆる変位
計を用いる場合よりも、大きなプローブ変位を許容する
ので、接触荷重の設定可能範囲を拡大できる点にある。
プローブ構造の具体例については、図７〜図１０に基づ
いてすでに述べた通りであるので省略する。

【００１４】次に、本発明の第３の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第３の実施の形態に
おいては、本発明の第１および第２の実施の形態と同じ
構成要素には同じ参照符号が付される。図１３におい
て、図示する方向にＹ軸、Ｚ軸をとり、紙面と垂直方向
にＸ軸をとる。図１３に示すように、本発明の第３の実
施の形態としての形状測定装置は、プローブ１と、支持
ばね２と、Ｚ軸テーブルおよびＺ軸案内よりなるＺ軸ス
テージ３と、Ｚ軸移動用モータ４と、ＸＹ軸ステージ５
と、プローブ位置測定手段６と、被検物１１と、被検物
基準面１２と、基準平面１３と、Ｚ軸案内固定用の架台
１４と、プローブチップ１５と、反射板１６およびプロ
ーブ変位測定手段２９を有している。以下、本発明の第
３の実施の形態としての形状測定装置の図１、図１１と
異なる点についてのみ説明する。プローブ位置測定手段
６は、ダブルパス型レーザ干渉計等を用いてなり、基準
平面１３に対するプローブ１の位置をプローブ軸上に測
長光路をとって測定する。プローブ変位測定手段２９
は、具体的には、光学式、渦電流式、静電容量式等の各
種変位計やレーザ干渉計などで構成され、Ｚ軸ステージ
３を基準としたプローブ変位を測定するように配置され
る。ここで光学式変位計とは、プローブ１端部に設けら
れた反射板１６に光を照射し、反射光のエネルギー分布
の変化からプローブ１の変位を検出するものを指し、具
体的には、三角測量方式の光学式変位計や、非点収差法
やナイフエッジ法等の焦点検出方式の光学式変位計を指
す。

【００１５】図１４に基づいて本発明の第３の実施の形
態としての形状測定装置の動作モードの切り替え手段を
説明する。図１４においては、図１３と同一構成部品に
は同一の参照番号が付されている。図１４に示すよう
に、形状測定装置は、プローブ位置測定手段６と、プロ
ーブ変位測定手段２９と、第３Ｚ軸追従制御手段３３
と、第３Ｚ軸位置制御手段３４と、スイッチ１０と、制
御用コンピュータＡとを有している。プローブ位置測定
手段６は、ダブルパス型レーザ干渉計等を用いてなる。
スイッチ１０は、第３Ｚ軸追従制御モードと第３Ｚ軸位
置制御モードとを切り替える。移動用モータ４は、Ｚ軸
ステージ３を移動させるものである。上記のごとき構成
よりなる形状測定機の動作について説明する。まず被検
物基準面１２上に被検物１１を置く。ここで、大量の同
一形状の被検物を測定する場合には、図示しない位置決
め基準、例えば位置決め用のピンや突当面等を使って位
置決めし、後述する動作を自動で行わせるようにすると
よい。次に、ＸＹ軸ステージ５を動作させてプローブ１
を測定開始位置に移動し、更にＺ軸ステージ３を動作さ
せて、被検物１１の表面近傍にプローブ１を移動する。
ＸＹ軸ステージ５とＺ軸ステージ３の動作順序は逆でも
よい。このときのＺ軸ステージ３の動作は、プローブ位
置測定手段６による位置信号と、プローブ変位測定手段
２９の差を使った位置制御を第三Ｚ軸位置制御手段３４
を使って行い、これは、制御用コンピュータＡを使って
スイッチ１０を図１４に示す状態に設定することにより
達成される。仮に、プローブ位置測定手段６だけを使っ
て、Ｚ軸位置制御を行うと、プローブ位置測定手段６の
測定値には、支持ばね２を介して支持されたプローブ１
の微小振動が含まれるため、安定した動作を望めない。
そこで上記のように、プローブ位置測定手段６による位
置信号と、プローブ変位測定手段２９の差を使うことで
プローブ１の微小振動分を排除でき、安定した動作が達
成できる。

【００１６】次に、プローブ変位測定手段２９の測定値
をモニタしながら、ｚ軸ステージ３を駆動し、プローブ
１を被検物１１に更に近接させる。プローブ変位測定手
段２９の測定値が変化しない間は、プローブ１と被検物
とが接触していないとみなして更に近接動作を継続す
る。プローブ１と被検物とが接触すると、支持ばね２が
変形してプローブ変位測定手段２９の測定値が変化する
ので、プローブ変位測定手段２９の測定値の変化量が所
定の値になるまでＺ軸ステージ３を更に移動させる。プ
ローブ変位測定手段２９の測定値の変化量が所定の値に
なったら、制御用コンピュータＡを使ってスイッチ１０
を図１４とは逆側にセットし、追従制御モードに切り替
える。この状態でＸＹ軸ステージ５を動作させると、プ
ローブ１は被検物１１に一定荷重で接触した状態を維持
したまま、被検物表面を接触走査できる。接触走査中に
プローブ位置測定手段６による測定データとＸＹ軸移動
量測定手段（図示してない）による測定データを、同期
を取りながら逐次サンプリングすることによって、被検
物１１表面の立体形状を座標点群データとして測定する
ことができる。なお、ＸＹ軸移動量測定手段には、ダブ
ルパス型レーザ干渉計を用いてもよい。その場合、干渉
計はＺ軸ステージ上に載置するのがよく、その測長光路
はプローブチップ１５を同軸上に含む構成とするのがさ
らによい。プローブ位置測定手段６の具体的な構成およ
び効果については、第１および第２の実施例で述べた通
りであるので省略する。また、プローブ構造の具体例に
ついても、すでに述べた通りであるので省略する。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、プロー
ブ位置を測定するプローブ位置測定手段の測長光路中
に、光束径縮小手段を備えるので、プローブに設ける平
面ミラーの面積を小さくでき、プローブの軽量化を図る
ことができる。請求項２に記載の発明によれば、請求項
１の構成を採用した場合において、第１追従制御モード
と、第１位置制御モードの切り替えを可能にできる。請
求項３記載の発明では、請求項２の構成を採用した場合
において、ＸＹ軸ステージ５の可動範囲を表わす仮想面
と、Ｚ方向基準平面との平行度が保たれていない場合で
も、あらかじめ校正して平行度誤差を補正するので、接
触荷重を一定に維持することができる。請求項４に記載
の発明によれば、請求項１の構成を採用した場合におい
て、プローブ位置測定手段にダブルパス型レーザ干渉計
を備えるので、高精度なプローブ位置測定が可能となる
とともに、接触荷重の設定可能範囲を拡大できる。請求
項５に記載の発明によれば、プローブ変位測定手段の測
長光路中に光束径縮小手段を備えるので、プローブに設
ける平面ミラーの面積を小さくでき、プローブの軽量化
を図ることができ、さらに基準平面に対するＺ軸ステー
ジの位置と、Ｚ軸ステージに対するプローブの位置とを
分離することで、これ以外にセンサを必要とすることな
く、２つの動作モード（追従制御モードと位置制御モー
ド）と、形状測定のためのデータ取得を実現できる。請
求項６に記載の発明によれば、請求項１の構成を採用し
た場合において、第２追従制御モードと、第２位置制御
モードの切り替えを可能にできる。請求項７に記載の発
明によれば、請求項５の構成を採用した場合において、
Ｚ軸ステージ位置測定手段にダブルパス型レーザ干渉計
を備えるので、高精度なプローブ位置測定が可能となる
とともに、接触荷重の設定可能範囲を拡大できる。

【００１８】請求項８に記載の発明によれば、プローブ
変位測定手段の測長光路中に光束径縮小手段を備えるの
で、プローブに設ける平面ミラーの面積を小さくでき、
プローブの軽量化を図ることができ、さらに基準平面に
対するＺ軸ステージの位置と、Ｚ軸ステージに対するプ
ローブの位置とを分離することで、これ以外にセンサを
必要とすることなく、２つの動作モード（追従制御モー
ドと位置制御モード）と、形状測定のためのデータ取得
を実現できる。。請求項９に記載の発明によれば、請求
項１の構成を採用した場合において、第３追従制御モー
ドと、第３位置制御モードの切り替えを可能にできる。
請求項１０に記載の発明によれば、焦点距離の異なる少
なくとも２枚のレンズを組み合わせて光束径縮小を行う
ので、プローブに設ける平面ミラーの面積を小さくで
き、プローブの軽量化を図ることができる。請求項１１
に記載の発明によれば、プローブに設けられた反射板上
に光を集光させるよう集光レンズを配置して光束径縮小
を行うので、プローブに設ける平面ミラーの面積を小さ
くでき、プローブの軽量化を図ることができる。さら
に、請求項１１に記載の発明によれば、プローブの可動
範囲に対して十分な焦点深度を確保するように長焦点距
離のレンズを用いるので、接触荷重の設定可能範囲を拡
大できる。請求項１２に記載の発明によれば、ＸＹ軸ス
テージの移動量測定に、ダブルパス型レーザ干渉計を用
い、測長光路の延長線上にプローブ先端が位置するよう
に、Ｚ軸ステージ上にダブルパス型レーザ干渉計を配置
するので、アッベ誤差を発生させずに高精度なＸＹ座標
測定ができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態としての形状測定装
置を示す概略図である。

【図２】本発明第１の実施の形態としての形状測定装置
の動作モード切り替え手段を示すブロック図である。

【図３】本発明第１の実施の形態としての形状測定装置
の動作を説明するためのフローチャートである。

【図４】従来の実施例を示す図である。

【図５】本発明における光速径縮小手段の１例を示す図
である。

【図６】本発明における光速径縮小手段の他の例を示す
図である。

【図７】本発明におけるプローブの例を示す図である。

【図８】本発明におけるプローブの他の例を示す断面図
である。

【図９】本発明におけるプローブの他の例を示す断面図
である。

【図１０】本発明におけるプローブの他の例を示す断面
図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態としての形状測定
装置を示す概略図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態としての形状測定
装置の動作モード切り替え手段を示すブロック図であ
る。

【図１３】本発明の第３の実施の形態としての形状測定
装置を示す概略図である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態としての形状測定
装置の動作モード切り替え手段を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１プローブ、２支持バネ、３Ｚ軸ステージ、４
Ｚ軸移動用モータ、５ＸＹ軸ステージ、６プローブ位
置測定手段、７Ｚ軸移動量測定手段、８第１Ｚ軸追従
制御手段、９第１Ｚ軸位置制御手段、１０スイッ
チ、１１被検物、１２被検物基準面、１３基準平
面、１４架台、１５プローブチップ、１６反射
板、１７ＸＹ軸移動用モータ、２６吸気口、２７
静圧パッド、２８Ｚ軸ステージ位置測定手段、２９
プローブ変位測定手段、３１第２Ｚ軸追従制御手段、
３２第２Ｚ軸位置制御手段、３３第３Ｚ軸追従制御
手段、３４第３Ｚ軸位置制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F062 AA04 AA62 BC80 CC21 CC26 EE01 EE62 FF05 FG07 FG08 GG37 GG61 GG75 HH05 HH13 HH22 HH34 JJ09 MM04 2F065 AA02 AA09 AA53 BB05 CC22 FF16 FF17 FF52 FF67 GG04 HH04 MM03 MM07 PP02 PP12 TT02 2F069 AA02 AA06 AA66 BB40 GG01 GG06 GG07 GG59 HH01 HH14 HH15 HH30 JJ19 MM04 MM24 PP01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｚ軸方向に可動な接触式プローブを弾性
部材を介して支持するＺ軸ステージと、このＺ軸ステー
ジの位置をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段と、前記
Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向と直交方向に移動させる
ＸＹ軸移動手段と、被検物に対して相対位置関係が固定
的に設けられた基準平面と、この基準平面に対するプロ
ーブの位置を測定するプローブ位置測定手段と、前記Ｘ
Ｙ軸移動手段の移動量を測定するＸＹ軸移動量測定手段
と、前記Ｚ軸移動手段の移動量を測定するＺ軸移動量測
定手段とを備えた形状測定装置において、前記プローブ
位置測定手段の測長光路中に光束径縮小手段を設けるこ
と特徴とする形状測定装置。
【請求項２】請求項１に記載の形状測定装置におい
て、前記プローブ位置測定手段による測定値と前記Ｚ軸
移動量測定手段による測定値との差を所定値に維持する
ようにＺ軸移動手段の位置制御を行う第１Ｚ軸追従制御
手段と、前記Ｚ軸移動量測定手段による測定値を使って
前記Ｚ軸移動手段の位置制御を行う第１Ｚ軸位置制御手
段と、前記Ｚ軸追従制御手段および前記Ｚ軸位置制御手
段とを切り替えるスイッチからなること特徴とする形状
測定装置。
【請求項３】請求項２に記載の形状測定装置おいて、
前記プローブ位置測定手段による測定値と前記Ｚ軸移動
量測定手段による測定値との差である所定値は、前記Ｘ
Ｙ軸移動量測定手段による測定値の関数として予めめ与
えられることを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】請求項１に記載の形状測定装置おいて、
前記プローブ位置測定手段は、前記プローブの端部に設
けた反射板と、この反射板と前記Ｚ軸ステージとの間に
測長光路を有するダブルパス型レーザ干渉計からなるこ
とを特徴とする形状測定装置。
【請求項５】Ｚ軸方向に可動な接触式プローブを弾性
部材を介して支持するＺ軸ステージと、このＺ軸ステー
ジに対するプローブのＺ軸方向の変位を測定するプロー
ブ変位測定手段と、前記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向
に移動させるＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸ステージの位置
をＺ軸方向と直交方向に移動させるＸＹ軸移動手段と、
このＸＹ軸移動手段の移動量を測定するＸＹ軸移動量測
定手段と、被検物に対して相対位置関係が固定的に設け
られた基準平面と、この基準平面に対する前記Ｚ軸ステ
ージの位置を測定するＺ軸ステージ位置測定手段とを備
えた形状測定装置において、前記Ｚ軸ステージ位置測定
手段の測長光路中に光束径縮小手段を設けること特徴と
する形状測定装置。
【請求項６】請求項５に記載の形状測定装置におい
て、前記プローブ変位測定手段による測定値を一定値に
維持するように前記Ｚ軸移動手段の位置制御を行う第２
Ｚ軸追従制御手段と、前記Ｚ軸ステージ位置測定手段に
よる測定値を使って前記Ｚ軸移動手段の位置制御を行う
第２Ｚ軸位置制御手段と、前記Ｚ軸追従制御手段および
前記Ｚ軸位置制御手段を切り替えるスイッチからなるこ
とを特徴とする形状測定装置。
【請求項７】請求項５に記載の形状測定装置におい
て、前記プローブ変位測定手段および前記Ｚ軸ステージ
位置測定手段のいずれか１方又は両方は、前記プローブ
の端部に設けた反射板と、この反射板と前記Ｚ軸ステー
ジとの間に測長光路を有するダブルパス型レーザ干渉計
からなることを特徴とする形状測定装置。
【請求項８】Ｚ軸方向に可動な接触式プローブを弾性
部材を介して支持するＺ軸ステージと、このＺ軸ステー
ジに対するプローブのＺ軸方向の変位を測定するプロー
ブ変位測定手段と、前記Ｚ軸ステージの位置をＺ軸方向
に移動させるＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸ステージの位置
をＺ軸方向と直交方向に移動させるＸＹ軸移動手段と、
このＸＹ軸移動手段の移動量を測定するＸＹ軸移動量測
定手段と、被検物に対して相対位置関係が固定的に設け
られた基準平面と、この基準平面に対する前記プローブ
の位置を測定するプローブ位置測定手段とを備えた形状
測定装置において、前記プローブ位置測定手段の測長光
路中に光束径縮小手段を設けること特徴とする形状測定
装置。
【請求項９】請求項８に記載の形状測定装置におい
て、前記プローブ変位測定手段および前記プローブ変位
測定手段による測定値を一定値に維持するようにＺ軸移
動手段の位置制御を行う第三Ｚ軸追従制御手段と、前記
プローブ位置手段による測定値とプローブ変位測定手段
による測定値との差を使って前記Ｚ軸移動手段の位置制
御を行う第３Ｚ軸位置制御手段と、前記Ｚ軸追従制御手
段および前記Ｚ軸位置制御手段を切り替えるスイッチか
らなることを特徴とする形状測定装置。
【請求項１０】請求項１、請求項５および請求項８の
いずれか１つの請求項に記載の形状測定装置において、
前記光束径縮小手段は、焦点距離の異なる少なくとも２
枚のレンズからなることを特徴とする形状測定装置。
【請求項１１】請求項１、請求項５および請求項８の
いずれか１つの請求項に記載の形状測定装置において、
前記光束径縮小手段は、前記プローブに設けられた反射
板上に光を集光させるよう配置されたレンズよりなるこ
とを特徴とする形状測定装置。
【請求項１２】請求項１、請求項５および請求項８の
いずれか１つの請求項に記載の形状測定装置において、
前記ＸＹ軸移動量測定手段にダブルパス型レーザ干渉計
を用い、測長光路の延長線上にプローブの先端が位置す
るように前記プローブ変位測定手段がＺ軸ステージ上に
設置されることを特徴とする形状測定装置。