JP2010256320A

JP2010256320A - 光波干渉測定装置

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Publication number: JP2010256320A
Application number: JP2009210942A
Authority: JP
Inventors: Souto Katsura; 宗涛葛
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-11-11
Also published as: EP2216621A1; US20100201992A1; CN101799277A

Abstract

【課題】平面状の大型被検面の形状および平行平板状の被検体の２つの被検面の形状を短時間で高精度に測定できるようにする。
【解決手段】被検面８０を回転軸Ｒ回りに回転可能に構成するとともに、干渉計本体部１を被検面８０に対し移動可能に構成し、回転する被検面８０上を被観察領域が移動するようにする。被観察領域が前記被検面内を移動する間に、干渉光を１次元イメージセンサにより順次取り込み、該干渉光により形成される直帯状の観察位置別干渉縞を順次撮像し、撮像された各々の前記観察位置別干渉縞に基づき、被検面８０の形状情報を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検面に測定光を照射し該被検面の被観察領域からの反射光と参照光との干渉により得られる干渉縞に基づき被検面の形状を測定する光波干渉測定装置に関し、特に、大型な平面状の被検面の形状測定、および平行平板状の大型被検体が有する、互いに平行な２つの被検面の形状測定に好適な光波干渉測定装置に関する。

光波干渉測定装置（干渉計）は、被検面の形状を光波長オーダーで測定することが可能なため、極めて高い面精度が求められる光学素子等の形状測定に広く用いられているが、光学系の開口数を大きくするに従って装置の製造コストが大幅に増大するため、汎用的な装置では、１回で測定可能な範囲が径６０〜８０ｍｍ程度とされている。

このため、径３００ｍｍを超えるような大型な被検面の形状を測定する場合には、開口合成法という手法を用いて被検面全域の測定が行われている。この手法は、径６０〜８０ｍｍ程度の複数の部分領域に被検面を分割してこの小領域ごとに測定を行い、それぞれの測定結果をデータ処理した後、各測定結果を繋ぎ合せることによって被検面の全体形状を求めるものであり、被検面の形状やデータの処理方法の違いにより種々の開口合成法が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。

特開２００２−１６２２１４号公報特開平８−２１９７３７号公報特開平１０−３３２３５０号公報

近年、径３００ｍｍを超えるような平面状の大型被検面（以下「大型被検平面」と称することがある）の全形状を、短時間で高精度に測定することが要望されている。

従来の開口合成法による光波干渉測定においては、このような大型被検平面の形状測定を行う場合、被検面上に設定した複数の部分領域の各々に対応するように、干渉光学系に対する被検面の位置を相対的に順次移動させ、移動毎に干渉光学系に対して被検面が停止した状態で干渉縞の撮像を行う必要がある。このため、大型被検平面全域の測定を完了するのに多くの時間を要するという問題がある。

また、より高精度な測定結果を得るためにフリンジスキャン計測を行う場合には、複数の部分領域毎に、参照光と物体光との光路長調整や測定光の波長調整を行い、その都度フリンジスキャン計測を行う必要があるが、その際の調整誤差は測定誤差の大きな要因となってしまう。調整誤差を完全に無くすことは極めて困難であるので、測定誤差を減少させるためには、フリンジスキャン計測を行う回数を少なくすることが肝要となるが、従来の開口合成法による光波干渉測定においては、被検面の全域をカバーするために部分領域を１０〜３０程度設定する必要があるため、部分領域毎に行わなければならないフリンジスキャン計測の回数を抑えることが難しく、測定精度を確保し難いという問題も生じる。

また、近年、平行平板状の被検体が有する、径３００ｍｍを超えるような互いに平行な２つの被検面（以下、一方の被検面を第１被検面、他方の被検面を第２被検面と称する）の各形状を、短時間で測定することが要望されている。

従来の光波干渉測定においては、このような２つの被検面の形状測定を行う場合、まず、第１被検面上に設定した複数の部分領域の各々に対応するように、第１被検面に対する干渉光学系の位置を相対的に順次移動させ、移動毎に干渉光学系に対して被検面を停止させた状態で移動位置別の干渉縞の撮像を行い、次いで、第２被検面に対しても同様の手順で干渉縞の撮像を行う必要がある。このため、被検体の２つの被検面の形状測定を完了するのに多大な時間を要するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、平面状の大型被検面の形状を短時間で高精度に測定することが可能な光波干渉測定装置を提供することを第１の目的とし、
平行平板状の被検体の２つの被検面の形状を短時間で測定することが可能な光波干渉測定装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光波干渉測定装置は以下のように構成されている。

すなわち、本発明に係る光波干渉測定装置は、平面状の被検面の形状を測定する光波干渉測定装置であって、
前記被検面に対し垂直に設定された回転軸回りに、該被検面を回転せしめる被検面回転手段と、
回転する前記被検面に測定光を照射し、該被検面内の被観察領域からの反射光を参照光と合波して干渉光を得る干渉光学系と、
前記被観察領域が、回転する前記被検面内を全域に亘って順次移動するように、前記被検面に照射される前記測定光に対する前記被検面の相対位置を順次変更する観察位置調整手段と、
前記被観察領域が前記被検面内を移動する間に、前記干渉光を１次元イメージセンサにより順次取り込み、該干渉光により形成される直帯状の観察位置別干渉縞を順次撮像する干渉縞撮像系と、
撮像された各々の前記観察位置別干渉縞に基づき、前記被検面の形状情報を求める形状解析手段と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記観察位置調整手段は、前記回転軸の設定位置を中心として前記被検面を輪帯状に分割する複数の輪帯状領域毎に前記被観察領域が順次移動するように、前記相対位置を変更するものであり、
前記干渉縞撮像系は、前記複数の輪帯状領域の各々において、前記被検面の複数の回転位置毎に前記観察位置別干渉縞を撮像するものであり、
前記形状解析手段は、撮像された各々の前記観察位置別干渉縞に基づき前記複数の輪帯状領域の各々に対応した各輪帯状領域別干渉縞を生成し、該各輪帯状領域別干渉縞に基づき前記被検面の形状情報を求めるものである、とすることができる。

また、前記被検面は、平行平板状の被検体が有する、互いに平行な第１被検面および第２被検面であり、
前記被検面回転手段は、前記第１被検面および前記第２被検面に対し垂直に設定された回転軸回りに、前記被検体を回転せしめるものであり、
前記干渉光学系は、回転する前記第１被検面に第１被検面用測定光を照射し、該第１被検面内の第１被観察領域からの反射光を第１被検面用参照光と合波して第１被検面用干渉光を得る第１干渉光学系と、回転する前記第２被検面に第２被検面用測定光を照射し、該第２被検面内の第２被観察領域からの反射光を第２被検面用参照光と合波して第２被検面用干渉光を得る第２干渉光学系と、からなり、
前記観察位置調整手段は、前記第１被検面に設定された複数の第１輪帯状領域毎に前記第１被観察領域が順次移動するように、該第１被検面に照射される前記第１被検面用測定光の該第１被検面に対する相対位置を順次変更する第１観察位置調整手段と、前記第２被検面に設定された複数の第２輪帯状領域毎に前記第２被観察領域が順次移動するように、該第２被検面に照射される前記第２被検面用測定光の該第２被検面に対する相対位置を順次変更する第２観察位置調整手段と、からなり、
前記干渉縞撮像系は、前記複数の第１輪帯状領域の各々において、前記第１被検面の複数の回転位置毎に、前記第１被検面用干渉光を第１被検面用１次元イメージセンサにより順次取り込み、該第１被検面用干渉光により形成される第１被検面観察位置別干渉縞を順次撮像する第１干渉縞撮像系と、前記複数の第２輪帯状領域の各々において、前記第２被検面の複数の回転位置毎に、前記第２被検面用干渉光を第２被検面用１次元イメージセンサにより順次取り込み、該第２被検面用干渉光により形成される第２被検面観察位置別干渉縞を順次撮像する第２干渉縞撮像系と、からなり、
前記形状解析手段は、前記第１干渉縞撮像系により撮像された各々の前記第１被検面観察位置別干渉縞に基づき前記複数の第１輪帯状領域の各々に対応した各第１輪帯状領域別形状情報を求め、該各第１輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、前記第１被検面の全域の形状情報を求める第１被検面形状解析手段と、前記第２干渉縞撮像系により撮像された各々の前記第２被検面観察位置別干渉縞に基づき前記複数の第２輪帯状領域の各々に対応した各第２輪帯状領域別形状情報を求め、該各第２輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、前記第２被検面の全域の形状情報を求める第２被検面形状解析手段と、からなるとすることができる。

この場合、前記第１観察位置調整手段および前記第２観察位置調整手段は、前記第１被検面用測定光の中心軸線と前記第２被検面用測定光の中心軸線とを互いに一致させる初期調整を行った後、これら２つの中心軸線が互いに一致した状態を維持しながら、該第１被検面用測定光の前記第１被検面に対する相対位置の変更および該第２被検面用測定光の前記第２被検面に対する相対位置の変更を行うものであり、
前記第１干渉縞撮像系および前記第２干渉縞撮像系は、前記第１被検面観察位置別干渉縞および前記第２被検面観察位置別干渉縞を、各々の観察位置毎に互いに同時に撮像するものである、とすることが好ましい。

また、前記第１被検面の全域の形状情報と前記第２被検面の全域の形状情報とに基づき、被検体厚みムラ情報を求める厚みムラ解析手段を備えることができる。

上記「直帯状」とは、或る幅を有し、直線的に延びる（まっすぐな）状態を意味する。

本発明に係る光波干渉測定装置は、上述の構成を備えていることにより、以下のような作用効果を奏する。

すなわち、本発明の光波干渉測定装置においては、回転軸回りに回転せしめられる被検面に対し測定光が照射されるとともに、被観察領域が被検面内を全域に亘って移動するように、干渉光学系に対する被検面の相対位置が調整される。照射された測定光のうちの一部は被観察領域から反射され、その反射光と参照光との干渉光により形成される観察位置別干渉縞が１次元イメージセンサにより撮像される。この観察位置別干渉縞は、被観察領域が被検面内を移動する間に順次撮像され、撮像された各々の観察位置別干渉縞に基づき、被検面の形状情報が求められる。

本発明の光波干渉測定装置によれば、各々の画像取得速度が２次元イメージセンサに比較して一般に速い１次元イメージセンサを用いることにより、被検面を回転させながら各観察位置別干渉縞を撮像することができるので、被検面の各部分領域毎の撮像を静止状態で行う必要があった従来の手法に比較して、平面状の大型被検面の形状測定に要する時間を大幅に短縮化することが可能となる。

また、フリンジスキャン計測を行う場合においても、被検面の全域に対して１回だけフリンジスキャン計測を行えば良いので、各部分領域毎にその都度フリンジスキャン計測を行う必要があった従来の手法に比較して、フリンジスキャン計測を行う回数を大幅に少なくすることが可能となる。したがって、フリンジスキャン計測を行う際の調整誤差により測定精度が悪化する虞を低減することができるので、平面状の大型被検面の形状測定精度を十分に確保することが可能となる。

また、第１被検面を測定するための測定系（第１干渉光学系、第１観察位置調整手段、第１干渉縞撮像系および第１被検面形状解析手段）と、第２被検面を測定するための測定系（第２干渉光学系、第２観察位置調整手段、第２干渉縞撮像系および第２被検面形状解析手段）とを備えた態様のものによれば、第１被検面の測定と第２被検面の測定とを一度に行うことができる。

しかも、各々の画像取得速度が２次元イメージセンサに比較して一般に速い１次元イメージセンサ（第１被検面用１次元イメージセンサおよび第２被検面用１次元イメージセンサ）を用いていることにより、形状解析に必要な干渉縞（第１被検面観察位置別干渉縞および第２被検面観察位置別干渉縞）の撮像を、被検体を回転させた状態で行うことができる。

したがって、第１被検面の測定と第２被検面の測定とを別々に行い、かつ第１被検面および第２被検面の各々の部分領域毎に対応した干渉縞の撮像を、被検体を静止させた状態で行う必要があった従来の手法に比較して、測定に要する時間を大幅に短縮化することが可能となる。

第１実施形態に係る光波干渉測定装置の概略構成図である。図１に示す装置の干渉光学系の概略構成図である。図１に示す装置の解析制御装置の概略構成図である。輪帯状領域の設定例を示す図である。第２実施形態に係る光波干渉測定装置の概略構成図である。第３実施形態に係る光波干渉測定装置の概略構成図である。図６に示す光波干渉測定装置の光学系の概略構成図である。図６に示す解析制御部の構成を示すブロック図である。図８に示す第１被検面形状解析手段の構成を示すブロック図である。図８に示す第２被検面形状解析手段の構成を示すブロック図である。第１被検面における第１輪帯状領域の設定例を示す図である。第２被検面における第２輪帯状領域の設定例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、上述の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明に使用する各々の図は、詳細な形状や構造を示すものではなく、各部材の大きさや部材間の距離等は適宜変更してある。

まず、図１乃至図３に基づき、本発明の第１実施形態に係る光波干渉測定装置の構成を説明する。図１に示す第１実施形態の光波干渉測定装置は、被検体８（例えば、シリコンウエハー）が有する平面状の大型（例えば、径３００〜６００ｍｍ）の被検面８０（被検体８の図中上側の面）の形状を測定解析するものであり、干渉計本体部１と、光学定盤２上に載置された被検体アライメント部３と、干渉計本体部１の位置調整を行う干渉計位置調整部４と、被検面８０の形状解析等を行う制御解析部５とを備えてなる。

上記干渉計本体部１は、図２に示す干渉光学系１０、干渉縞撮像系２０およびアライメント撮像系２５を有してなる。干渉光学系１０は、フィゾータイプの光学系配置をなすものであり、高可干渉性の光束を出力する光源部１１と、該光源部１１からの出力光のビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ１２と、該ビーム径拡大レンズ１２からの光束を図中下方に向けて反射する光束分岐光学素子１３と、該光束分岐光学素子１３からの光束をコリメートするコリメータレンズ１４と、該コリメータレンズ１４からの平面波の一部を参照基準平面１５ａにおいて再帰反射して参照光となし、その余を測定光軸Ｌに沿って進行する測定光として照射する平面基準板１５とを備えてなり、被検面８０からの反射光を参照光と合波して干渉光を得るように構成されている。なお、上記平面基準板１５は、ピエゾ素子１６を備えたフリンジスキャンアダプタ１７に保持されており、フリンジスキャン計測等を実施する際に測定光軸Ｌ方向に微動せしめられるように構成されている。

上記干渉縞撮像系２０は、被検面８０の回転時に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子１３，２１を透過して図中上方に進行する干渉光を集光する結像レンズ２２と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる１次元イメージセンサ２４を有してなる撮像カメラ２３とを備えてなり、結像レンズ２２により１次元イメージセンサ２４上に形成された直帯状（直線状）の干渉縞の画像データを取得するように構成されている。

上記アライメント撮像系２５は、被検面８０の傾き調整を行う際に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子２１により図中右方に反射された参照光および被検面８０からの反射光（以下「物体光」と称する）を集光する結像レンズ２６と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２８を有してなる撮像カメラ２７とを備えてなり、結像レンズ２６により２次元イメージセンサ２８上に形成される、参照光によるスポット像および物体光によるスポット像の画像データを取得するように構成されている。

一方、図１に示すように、上記被検体アライメント部３は、被検体８を保持する保持ステージ３１と、該保持ステージ３１に保持された被検体８（被検面８０）を、図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめる被検面位置調整ステージ３２と、測定光軸Ｌに対する被検面８０の傾き調整を行う被検面傾き調整ステージ３３と、保持ステージ３１、被検面位置調整ステージ３２および被検面傾き調整ステージ３３を介して、被検面８０を回転軸Ｒ回りに回転せしめる回転ステージ３４と、該回転ステージ３４の回転位置（回転角度）を検出する回転エンコーダ３５と、を備えてなる。

また、上記干渉計位置調整部４は、図１に示すように、干渉計本体部１を図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめるＸＹステージ４１と、該ＸＹステージ４１を支持するＸ軸架台４２と、該Ｘ軸架台４２および該ＸＹステージ４１を介して干渉計本体部１を図中上下方向に移動せしめるＺステージ４３と、該Ｚステージ４３を支持するＺ軸架台４４とを備えてなる。なお、Ｚステージ４３は、被検体８の厚み（図中上下方向の長さ）等に応じて、干渉計本体部１の高さを調整するためのものであるが、このような高さ調整を行う必要がない場合は省くことも可能である。また、干渉計本体部１を紙面に垂直な方向に移動させる必要がない場合には、ＸＹステージ４１に替えて、干渉計本体部１を図中左右方向に移動せしめる１軸移動ステージ（図示略）を設けることも可能である。

上記制御解析部５は、１次元イメージセンサ２４により取得された干渉縞の画像データに基づき被検面８０の形状データを求めたり、上記被検体アライメント部３や上記干渉計位置調整部４の各ステージの駆動を制御したりする、コンピュータ等からなる解析制御装置と、該解析制御装置による解析結果や画像を表示する表示装置と、キーボードやマウス等からなる入力装置等（いずれも図示略）とを備えてなる。

図３に示すように上記解析制御装置は、該解析制御装置内に搭載されるＣＰＵやハードディスク等の記憶部および該記憶部に格納されたプログラム等により構成される輪帯状領域設定部５１、観察位置調整指令部５２、輪帯状領域別干渉縞生成部５３および形状解析部５４を備えてなる。

上記輪帯状領域設定部５１は、上記被検面８０の設計データに基づき、該被検面８０上に、同心の複数の輪帯状領域（詳しくは後述する）を設定するものである。
上記観察位置調整指令部５２は、上記干渉計本体部１による被観察領域が、設定された複数の輪帯状領域毎に順次移動するように、被検面８０に対する干渉計本体部１の位置を変更すべく上記ＸＹステージ４１を駆動せしめるものである。

上記輪帯状領域別干渉縞生成部５３は、被検面８０の回転時に１次元イメージセンサ２４により順次撮像された各回転位置別干渉縞と、該各回転位置別干渉縞が撮像されたときの被検面８０の各回転角度データとに基づき、上記複数の輪帯状領域の各々に対応した各輪帯状領域別干渉縞を生成するものである。
上記形状解析部５４は、上記輪帯状領域別干渉縞生成部５３により生成された各輪帯状領域別干渉縞に基づき、被検面８０全域の形状情報を求めるものである。

なお、本実施形態においては、上記回転ステージ３４により被検面回転手段が構成されており、上記ＸＹステージ４１および上記観察位置調整指令部５２により観察位置調整手段が構成されている。また、上記輪帯状領域別干渉縞生成部５３および上記形状解析部５４により形状解析手段が構成されている。

以下、第１実施形態に係る光波干渉測定装置の作用および測定手順について説明する。

（１）まず、図４に示すように、被検面８０上に前述した複数の輪帯状領域（図４では、模式的に４個の輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４を例示）を設定する。これらの輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４は、被検面８０の設計データおよび干渉計本体部１による被観察領域（図４では、模式的に４個の被観察領域Ｑ_１〜Ｑ_４を例示）の大きさ（被観察領域Ｑ_１〜Ｑ_４の大きさは互いに等しい）に基づき、上記輪帯状領域設定部５１において設定されるものであり、被検面８０上における上記回転軸Ｒの設定位置（本実施形態では、被検面の中心軸Ｃと一致するように設定される）を中心として被検面８０を径方向に分割するようになっている。

なお、図４に示す各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４のうち、中央部に位置する輪帯状領域Ｐ_１は、円板形状をなすものであるが、本発明では、このような円板形状の領域も輪帯状領域と称する。また、各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４のうち互いに隣接するもの同士が、互いに一部重なるように領域を設定することも可能である。

（２）次に、図１に示すように被検体８を保持ステージ３１上に載置するとともに、被検面傾き調整ステージ３３を用いて、測定光軸Ｌと被検面８０の中心軸Ｃとが互いに平行となるように、被検面８０の傾き調整を行う。ここで、被検面８０と中心軸Ｃとは互いに直交しているものとする。この傾き調整は、図２に示すように被検面８０に測定光を照射し、該被検面８０から反射された反射光（物体光）により形成されるスポット像と、参照基準平面１５ａからの反射光（参照光）により形成されるスポット像とを、アライメント撮像系２５の撮像カメラ２７により撮像し、これら２つのスポット像が互いに重なるように行われる。なお、平面基準板１５を含めた干渉計本体部１の各光学部材は、事前にアライメント調整されているものとする。

（３）次いで、被検面位置調整ステージ３２を用いて、被検面８０の中心軸Ｃが回転ステージ３４の回転軸Ｒと略一致するように、回転軸Ｒと中心軸Ｃとの位置合わせを行う。なお、本実施形態においては、図４に示す各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４のうち、最も外周側に位置する輪帯状領域Ｐ_４の幅（径方向の長さ）が、該輪帯状領域Ｐ_４を観察する際の被観察領域Ｑ_４の径の長さよりも短くなるように設定されている。このため、回転軸Ｒと中心軸Ｃとが完全に一致するように位置合わせが行われた場合には、輪帯状領域Ｐ_４を観察する際、被観察領域Ｑ_４の一部が被検面８０の外周側にはみ出す（被観察領域Ｑ_４の最外点の軌跡を２点鎖線で示す）ことになる。逆に言えば、このはみ出す領域の範囲内であれば、上述の位置合わせの際に誤差（回転軸Ｒと中心軸Ｃとの位置ずれ）が生じても、被検面８０の全領域をカバー（走査）することが可能となり、以後の測定に支障は生じないことになる。このため、上述の位置合わせを精密に行うための機構を設ける必要はない。

（４）次に、回転ステージ３４を用いて被検面８０を回転軸Ｒ回りに回転させる。回転速度は任意に設定することが可能であるが、本実施形態では、例えば、０．１秒で１回転するように設定する。

（５）次いで、被検面８０上に設定された上記輪帯状領域Ｐ_１の測定を以下の手順で行う。

〈ａ〉まず、ＸＹステージ４１を用いて、図４に示すように被観察領域Ｑ_１が輪帯状領域Ｐ_１上に位置するように、回転する被検面８０（厳密には、回転軸Ｒ）に対する干渉計本体部１の位置を調整する。本実施形態では、上記観察位置調整指令部５２からの指令信号によりＸＹステージ４１が駆動されて、干渉計本体部１の位置が自動調整されるように構成されている。

〈ｂ〉次に、回転する被検面８０に対し測定光を照射して、該被検面８０の複数の回転位置毎に、上記輪帯状領域Ｐ_１から反射された物体光と、平面基準板１５の参照基準平面１５ａからの参照光との干渉により形成される観察位置別干渉縞（被観察領域Ｑ_１内に観察される干渉縞のうち、１次元イメージセンサ２４の１回の撮像領域Ａ_１に対応した直帯状のもの）を、被検面８０が１回転する間に、干渉縞撮像系２０の撮像カメラ２３（１次元イメージセンサ２４）を用いて順次撮像し、その画像データを上記輪帯状領域別干渉縞生成部５３に順次入力する。なお、撮像回数は任意に設定することが可能であるが、本実施形態では、例えば、被検面８０が１回転する０．１秒の間に３６００回（被検面８０が０．１度回転する毎に１回）撮像するようにする。なお、各回転位置別干渉縞が撮像される毎に、その撮像された時点での被検面８０の回転角度が回転エンコーダ３５により検出され、そのデータが上記輪帯状領域干渉縞生成部５３に順次入力される。

（６）以下、被検面８０上に設定された他の輪帯状領域Ｐ_２〜Ｐ_４の測定を順次行う。測定の手順は、上述の輪帯状領域Ｐ_１を測定する場合と同様である。すなわち、上記（５）の〈ａ〉、〈ｂ〉の手順における輪帯状領域Ｐ_１、被観察領域Ｑ_１および領域Ａ_１を、輪帯状領域Ｐ_２〜Ｐ_４、被観察領域Ｑ_２〜Ｑ_４および撮像領域Ａ_２〜Ａ_４にそれぞれ順次置き換えて測定を行えばよい。なお、フリンジスキャン計測を行う場合は、フリンジスキャンアダプタ１７を用いて、平面基準板１５の測定光軸Ｌ方向の位置を適宜変更し、変更毎に上記手順（５）、（６）を繰り返す。

（７）次に、撮像カメラ２３（１次元イメージセンサ２４）より撮像された、各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４に対応した各観察位置別干渉縞と、回転エンコーダ３５により検出された、被検面８０の回転角度データとに基づき、各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４に対応した各輪帯状領域別干渉縞を、上記輪帯状領域別干渉縞生成部５３において生成する。

（８）次いで、生成された各輪帯状領域別干渉縞に基づき、被検面８０全域の形状情報を、上記形状解析部５４において求める。具体的には、各輪帯状領域別干渉縞を互いに繋ぎ合わせることにより、被検面８０の全域に対応した全域干渉縞を生成し、該全域干渉縞に基づき、被検面８０全域の形状情報を求めることが可能である。あるいは、各々の輪帯状領域別干渉縞に基づき、各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４に対応した各輪帯領域別形状情報を求め、該各輪帯領域別形状情報を互いに繋ぎ合わせることにより、被検面８０全域の形状情報を求めることも可能である。なお、この場合の各輪帯領域別形状情報の繋ぎ合わせには、従来公知の開口合成法を適用することが可能である。具体的には、例えば、各輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４の干渉縞撮像時において、測定光軸Ｌと回転軸Ｒとの平行度の誤差が無視し得る程度に微小な場合は、輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４の各形状情報を互いに配列することにより、被検面８０の全域の形状情報を求めることができる（この場合、輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４のうち互いに隣接するもの同士の間に互いに重複する領域を設定する必要はない）。

一方、測定光軸Ｌと回転軸Ｒとの平行度の誤差が無視し得ない場合は、その補正を行う必要がある。例えば、輪帯状領域Ｐ_１を撮像したときには測定光軸Ｌと回転軸Ｒとが互いに平行であったが、輪帯状領域Ｐ_２を撮像したときには測定光軸Ｌと回転軸Ｒとの間に相対的な角度誤差Δθが生じている場合、輪帯状領域Ｐ_１の形状情報と輪帯状領域Ｐ_２の形状情報をそのまま配列して繋ぎ合わせると、輪帯状領域Ｐ_１，Ｐ_２の間に不要な傾斜が重畳されてしまうので、角度誤差Δθを補正した上で繋ぎ合わせを行う必要がある。

この角度誤差Δθの補正は、例えば、以下の手順で行われる。まず、輪帯状領域Ｐ_１，Ｐ_２の間に互いに重複する領域（以下「重複領域」と称する）を設定しておく。次に、輪帯状領域Ｐ_１の各回転位置別干渉縞により求められた重複領域の形状情報と、輪帯状領域Ｐ_２の各回転位置別干渉縞により求められた重複領域の形状情報（本来は互いに一致するはず）とを互いに比較することにより角度誤差Δθを求め、この求められた角度誤差Δθに基づき、輪帯状領域Ｐ_２の各回転位置別干渉縞に対応した各部分領域の形状情報を再配列する。他の輪帯状領域Ｐ_３，Ｐ_４の開口合成についても同様である。

次に、図５に基づき、本発明の第２実施形態に係る光波干渉測定装置（以下「第２実施形態装置」と称することがある）の構成を説明する。なお、図５では、図１に示す第１実施形態の光波干渉測定装置（以下「第１実施形態装置」と称することがある）と概念的に同様の構成部材については、図１で用いた番号と同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図５では、図示を省略しているが、第１実施形態装置が有する制御解析部５と同様の制御解析部を備えている。

図５に示す第２実施形態装置は、干渉計本体部１´から図中下方に出力された測定光を図中右方に反射する反射光学素子６１と、該反射光学素子６１からの測定光を図中下方の被検面８０に向けて反射する反射光学素子６２とを備えている。反射光学素子６１は、ブラケット６３を介して干渉計本体部１Ａに保持されており、反射光学素子６２は、該反射光学素子６２を図中左右方向に移動せしめるリニアステージ４５と、該リニアステージ４５を支持するＸ軸架台４６と、該Ｘ軸架台４６およびリニアステージ４５を介して反射光学素子６２を図中上下方向に移動せしめるＺステージ４７とを介して、Ｚ軸架台４８に支持されている。

上述の第１実施形態装置では、図１に示すＸＹステージ４１を介して干渉計本体部１を図中左右方向に移動することによって被観察領域を移動させていたのに対し、この第２実施形態装置では、図５に示すリニアステージ４５を介して反射光学素子６２を図中左右方向に移動することによって被観察領域を移動させるように構成されている。これにより、第１実施形態装置に比較して、移動機構を小型化することが可能となる。

なお、干渉計本体部１´の内部構成は、第１実施形態装置のものと同様であり（図２参照）、測定手順も第１実施形態装置の場合と同様である。

次に、図６〜図７に基づき、本発明の第３実施形態に係る光波干渉測定装置（以下「第３実施形態装置」と称することがある）の構成を説明する。図６に示す光波干渉測定装置は、平行平板状の大型（例えば、径３００〜６００ｍｍ）の被検体８Ｃ（例えば、シリコンウエハー）が有する、互いに平行な２つの被検面（第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂ）の各形状および被検体８Ｃの厚みムラを測定解析するものであり、第１被検面８１Ａ側に配置された第１干渉計１Ａと、第２被検面８１Ｂ側に配置された第２干渉計１Ｂと、光学定盤２Ｃ上に載置された被検体アライメント部３Ｃと、第１干渉計１Ａの位置調整を行う第１干渉計位置調整部４Ａと、第２干渉計１Ｂの位置調整を行う第２干渉計位置調整部４Ｂと、第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂの形状解析等を行う制御解析部５Ｃを備えてなる。

上記第１干渉計１Ａは、図７に示すように、第１干渉光学系１０Ａ、第１干渉縞撮像系２０Ａおよび第１アライメント撮像系２５Ａを有してなる。第１干渉光学系１０Ａは、フィゾータイプの光学系配置をなすものであり、高可干渉性の光束を出力する光源部１１Ａと、該光源部１１Ａからの出力光のビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ１２Ａと、該ビーム径拡大レンズ１２Ａからの光束を図中右方に向けて反射する光束分岐光学素子１３Ａと、該光束分岐光学素子１３Ａからの光束をコリメートするコリメータレンズ１４Ａと、該コリメータレンズ１４Ａからの平面波の一部を参照基準平面１５Ａａにおいて再帰反射して第１被検面用参照光となし、その余を測定光軸Ｌ_１に沿って進行する第１被検面用測定光として照射する平面基準板１５Ａとを備えてなり、第１被検面８１Ａからの反射光を第１被検面用参照光と合波して第１被検面用干渉光を得るように構成されている。なお、上記平面基準板１５Ａは、ピエゾ素子１６Ａを備えたフリンジスキャンアダプタ１７Ａに保持されており、フリンジスキャン計測等を実施する際に測定光軸Ｌ_１方向に微動せしめられるように構成されている。

上記第１干渉縞撮像系２０Ａは、被検体８Ｃ（第１被検面８１Ａ）の回転時に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子１３Ａ，２１Ａを透過して図中左方に進行する第１被検面用干渉光を集光する結像レンズ２２Ａと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａを有してなる撮像カメラ２３Ａとを備えてなり、結像レンズ２２Ａにより第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａ上に形成された直帯状（或る幅を有し、直線的に延びる状態）の干渉縞（第１被検面観察位置別干渉縞）の画像データを取得するように構成されている。

上記アライメント撮像系２５Ａは、被検体８Ｃの傾き調整等を行う際に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子２１Ａにより図中下方に反射された第１被検面用参照光および第１被検面８１Ａからの反射光（以下「第１物体光」と称する）を集光する結像レンズ２６Ａと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２８Ａを有してなる撮像カメラ２７Ａとを備えてなり、結像レンズ２６Ａにより２次元イメージセンサ２８Ａ上に形成される、第１被検面用参照光によるスポット像および第１物体光によるスポット像を撮像するように構成されている。

上記第２干渉計１Ｂは、上記第１干渉計１Ａと同様の構成を有するものであり、第２干渉光学系１０Ｂ、第２干渉縞撮像系２０Ｂおよび第２アライメント撮像系２５Ｂを有してなる。第２干渉光学系１０Ｂは、フィゾータイプの光学系配置をなすものであり、高可干渉性の光束を出力する光源部１１Ｂと、該光源部１１Ｂからの出力光のビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ１２Ｂと、該ビーム径拡大レンズ１２Ｂからの光束を図中左方に向けて反射する光束分岐光学素子１３Ｂと、該光束分岐光学素子１３Ｂからの光束をコリメートするコリメータレンズ１４Ｂと、該コリメータレンズ１４Ｂからの平面波の一部を参照基準平面１５Ｂａにおいて再帰反射して第２被検面用参照光となし、その余を測定光軸Ｌ_２に沿って進行する第２被検面用測定光として照射する平面基準板１５Ｂとを備えてなり、第２被検面８１Ｂからの反射光を第２被検面用参照光と合波して第２被検面用干渉光を得るように構成されている。なお、上記平面基準板１５Ｂは、ピエゾ素子１６Ｂを備えたフリンジスキャンアダプタ１７Ｂに保持されており、フリンジスキャン計測等を実施する際に測定光軸Ｌ_２方向に微動せしめられるように構成されている。

上記第２干渉縞撮像系２０Ｂは、被検体８Ｃ（第２被検面８１Ｂ）の回転時に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子１３Ｂ，２１Ｂを透過して図中右方に進行する第２被検面用干渉光を集光する結像レンズ２２Ｂと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂを有してなる撮像カメラ２３Ｂとを備えてなり、結像レンズ２２Ｂにより第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂ上に形成された直帯状の干渉縞（第２被検面観察位置別干渉縞）の画像データを取得するように構成されている。

上記アライメント撮像系２５Ｂは、被検体８Ｃの傾き調整等を行う際に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子２１Ｂにより図中下方に反射された第２被検面用参照光および第２被検面８１Ｂからの反射光（以下「第２物体光」と称する）を集光する結像レンズ２６Ｂと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２８Ｂを有してなる撮像カメラ２７Ｂとを備えてなり、結像レンズ２６Ｂにより２次元イメージセンサ２８Ｂ上に形成される、第２被検面用参照光によるスポット像および第２物体光によるスポット像を撮像するように構成されている。

一方、図６に示すように、上記被検体アライメント部３Ｃは、被検体８Ｃを回転自在に保持する回転保持ステージ３６（本実施形態における被検面回転手段）と、該回転保持ステージ３６による被検体８Ｃの回転位置（回転角度）を検出する回転角度検出センサ３７と、該回転保持ステージ３６に保持された被検体８Ｃ（第１被検面８１Ａ、第２被検面８１Ｂ）の、測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２に対する傾き調整を行う被検面傾き調整ステージ３３Ｃとを備えてなる。この回転保持ステージ３６は、中空の固定支持部３６ａと、該固定支持部３６ａの内側に、不図示のエアベアリング等を介して回転自在に支持されたリング状の回転部３６ｂとを有してなり、該回転部３６ｂの内側に保持された被検体８Ｃを、回転軸Ｒを回転中心として回転せしめるように構成されている。

また、上記第１干渉計位置調整部４Ａは、図６に示すように、第１干渉計１Ａを図中上下方向に移動可能に保持する第１Ｚステージ４１Ａと、該第１Ｚステージ４１Ａを介して第１干渉計１Ａを図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめる第１ＸＹステージ４２Ａと、該第１ＸＹステージ４２Ａおよび該第１Ｚステージ４１Ａを介して第１干渉計１Ａの傾き調整を行う第１干渉計傾き調整ステージ４３Ａとを備えてなる。

同様に、上記第２干渉計位置調整部４Ｂは、第２干渉計１Ｂを図中上下方向に移動可能に保持する第２Ｚステージ４１Ｂと、該第２Ｚステージ４１Ｂを介して第２干渉計１Ｂを図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめる第２ＸＹステージ４２Ｂと、該第２ＸＹステージ４２Ｂおよび該第２Ｚステージ４１Ｂを介して第２干渉計１Ｂの傾き調整を行う第２干渉計傾き調整ステージ４３Ｂとを備えてなる。

また、上記制御解析部５Ｃは、第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂの各形状データを求めたり、上述の被検体アライメント部３Ｃ、第１干渉計位置調整部４Ａおよび第２干渉計位置調整部４Ｂの各ステージの駆動を制御したりするコンピュータ装置等から構成されており、図８に示すように、該コンピュータ装置内に搭載されるＣＰＵやハードディスク等の記憶部および該記憶部に格納されたプログラム等により構成される第１被検面形状解析手段５０Ａ、第２被検面形状解析手段５０Ｂおよび厚みムラ解析手段５５を備えてなる。

上記第１被検面形状解析手段５０Ａは、上記第１被検面８１Ａの形状情報を求めるものであり、図９に示すように、コンピュータ装置内に搭載されるＣＰＵやハードディスク等の記憶部および該記憶部に格納されたプログラム等により構成される第１輪帯状領域設定部５１Ａ、第１被検面観察位置調整指令部５２Ａ、第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａおよび第１被検面形状情報取得部５４Ａを備えてなる。

上記第１輪帯状領域設定部５１Ａは、第１被検面８１Ａの設計データに基づき、該第１被検面８１Ａ上に、同心の複数の第１輪帯状領域を設定するものである。

上記第１被検面観察位置調整指令部５２Ａは、上記第１干渉計１Ａによる第１被観察領域が、設定された複数の第１輪帯状領域毎に順次移動するように、第１被検面８１Ａに対する第１干渉計１Ａの位置を変更すべく上記第１Ｚステージ４１Ａおよび上記第１ＸＹステージ４２Ａを駆動せしめるものである。

上記第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａは、被検体８Ｃの回転時に第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａにより順次撮像された、第１被検面８１Ａの各第１被検面観察位置別干渉縞と、該各第１被検面観察位置別干渉縞が撮像されたときの第１被検面８１Ａの各回転角度データとに基づき、上記複数の第１輪帯状領域の各々に対応した各第１輪帯状領域別形状情報を求めるものである。

上記第１被検面形状情報取得部５４Ａは、上記第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａにより求められた各第１輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、第１被検面８１Ａの全域の形状情報（第１被検面形状情報）を求めるものである。

一方、上記第２被検面形状解析手段５０Ｂは、上記第２被検面８１Ｂの形状情報を求めるものであり、図１０に示すように、コンピュータ装置内に搭載されるＣＰＵやハードディスク等の記憶部および該記憶部に格納されたプログラム等により構成される第２輪帯状領域設定部５１Ｂ、第２被検面観察位置調整指令部５２Ｂ、第２輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂおよび第２被検面形状情報取得部５４Ｂを備えてなる。

上記第２輪帯状領域設定部５１Ｂは、第２被検面８１Ｂの設計データに基づき、該第２被検面８１Ｂ上に、同心の複数の第２輪帯状領域を設定するものである。

上記第２被検面観察位置調整指令部５２Ｂは、上記第２干渉計１Ｂによる第２被観察領域が、設定された複数の第２輪帯状領域毎に順次移動するように、第２被検面８１Ｂに対する第２干渉計１Ｂの位置を変更すべく上記第２Ｚステージ４１Ｂおよび上記第２ＸＹステージ４２Ｂを駆動せしめるものである。

上記第２輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂは、被検体８Ｃの回転時に第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂにより順次撮像された、第２被検面８１Ｂの各第２被検面観察位置別干渉縞と、該各第２被検面観察位置別干渉縞が撮像されたときの第２被検面８１Ｂの各回転角度データとに基づき、上記複数の第２輪帯状領域の各々に対応した各第２輪帯状領域別形状情報を求めるものである。

上記第２被検面形状情報取得部５４Ｂは、上記第２輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂにより生成された各第２輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、第２被検面８１Ｂの全域の形状情報（第２被検面形状情報）を求めるものである。

また、上記厚みムラ解析手段５５は、上記第１被検面形状解析手段５０Ａにより求められた第１被検面８１Ａの形状情報と、上記第２被検面形状解析手段５０Ｂにより求められた第２被検面８１Ｂの形状情報とに基づき、被検体８Ｃの厚みムラを求めるものである。

以下、上述した第３実施形態装置の作用および測定手順について説明する。

（１）まず、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの相対的なアライメント調整を行う。このアライメント調整は、第１干渉計１Ａの測定光軸Ｌ_１と第２干渉計１Ｂの測定光軸Ｌ_２とを互いに一致させるためのものであり、オペレータが、第１干渉計位置調整部４Ａおよび第２干渉計位置調整部４Ｂを用いて手動操作で行う。その手順の概要は以下のとおりである。

〈ａ〉互いに平行な２つの光学平面（オプティカルフラット）を有する平行平板治具（図示略）を、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの間に配置する（平行平板治具を回転保持ステージ３６に保持せしめることも可）。なお、この配置段階で、平行平板治具の２つの光学平面が、測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２に対してなるべく垂直になるように粗調整を行う。

〈ｂ〉第１干渉計１Ａから平行平板治具の一方の光学平面に第１被検面用測定光を照射し、該一方の光学平面から反射された反射光により形成されるスポット像と、参照基準平面１５Ａａからの参照光により形成されるスポット像とを、アライメント撮像系２５Ａの撮像カメラ２７Ａにより撮像し、これら２つのスポット像が互いに重なるように、第１干渉計傾き調整ステージ４３Ａを用いて、第１干渉計１Ａの傾きを調整する。この傾き調整により、第１干渉計１Ａの測定光軸Ｌ_１が平行平板治具の一方の光学平面に対して垂直となる。なお、このような手法に替えて、一方の光学平面から反射された反射光と参照基準平面１５Ａａからの参照光とにより形成される干渉縞を撮像カメラ２７Ａにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように第１干渉計１Ａの傾き調整を行うようにしてもよい。

〈ｃ〉同様に、第２干渉計１Ｂから平行平板治具の他方の光学平面に第２被検面用測定光を照射し、該他方の光学平面から反射された反射光により形成されるスポット像と、参照基準平面１５Ｂａからの参照光により形成されるスポット像とを、アライメント撮像系２５Ｂの撮像カメラ２７Ｂにより撮像し、これら２つのスポット像が互いに重なるように、第２干渉計傾き調整ステージ４３Ｂを用いて、第２干渉計１Ｂの傾きを調整する。この傾き調整により、第２干渉計１Ｂの測定光軸Ｌ_２が平行平板治具の他方の光学平面に対して垂直となり、これにより測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２が互いに平行となる。なお、このような手法に替えて、他方の光学平面から反射された反射光と参照基準平面１５Ｂａからの参照光とにより形成される干渉縞を撮像カメラ２７Ｂにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように第２干渉計１Ｂの傾き調整を行うようにしてもよい。

〈ｄ〉上記平行平板治具に替えて、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの間に、光学的に真球とみなせる真球治具（図示略）を配置する。

〈ｅ〉第１干渉計１Ａから真球治具に第１被検面用測定光を照射し、該真球治具から反射された反射光と、参照基準平面１５Ａａからの参照光とにより形成される干渉縞（同心のリング状となる）を、アライメント撮像系２５Ａの撮像カメラ２７Ａにより撮像し、この干渉縞の中心に測定光軸Ｌ_１が位置するように、第１Ｚステージ４１Ａおよび第１ＸＹステージ４２Ａを用いて、第１干渉計１Ａの位置を調整する。

〈ｆ〉同様に、第２干渉計１Ｂから真球治具に第２被検面用測定光を照射し、該真球治具から反射された反射光と、参照基準平面１５Ｂａからの参照光とにより形成される干渉縞（同心のリング状となる）を、アライメント撮像系２５Ｂの撮像カメラ２７Ｂにより撮像し、この干渉縞の中心に測定光軸Ｌ_２が位置するように、第２Ｚステージ４１Ｂおよび第２ＸＹステージ４２Ｂを用いて、第２干渉計１Ｂの位置を調整する。この位置調整により、測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２が互いに一致する。この、測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２が互いに一致した状態における第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの各姿勢は、上述の第１被検面観察位置調整指令部５２Ａおよび第２被検面観察位置調整指令部５２Ｂにおいて、それぞれ初期基準姿勢として記憶され、以降、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂは、各々の測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２が互いに一致した状態を維持したまま、それぞれ移動されるようになっている。

（２）次に、被検体８Ｃを回転保持ステージ３６に保持せしめ、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂに対する被検体８Ｃの傾き調整を行う。この傾き調整は、第１干渉計１Ａの測定光軸Ｌ_１および第２干渉計１Ｂの測定光軸Ｌ_２に対し、被検体８Ｃの第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂを略垂直とするためのものであり、オペレータが、被検面傾き調整ステージ３３Ｃを用いて手動操作で行う。その手順の概要は以下のとおりである。なお、本実施形態では、被検体８Ｃを回転保持ステージ３６に保持せしめた時点で、被検体８Ｃの中心軸Ｃが回転保持ステージ３６の回転軸Ｒと略一致する（重なる）ものとする。

［ａ］第１干渉計１Ａから第１被検面８１Ａに第１被検面用測定光を照射し、第１被検面８１Ａから反射された反射光と参照基準平面１５Ａａからの参照光とにより形成される干渉縞を、アライメント撮像系２５Ａの撮像カメラ２７Ａにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように、被検面傾き調整ステージ３３Ｃを用いて、被検体８Ｃの傾き調整を行う。この傾き調整は、以下のように行うことも可能である。

［ａ´］すなわち、第２干渉計１Ｂから第２被検面８１Ｂに第２被検面用測定光を照射し、第２被検面８１Ｂから反射された反射光と参照基準平面１５Ｂａからの参照光とにより形成される干渉縞を、アライメント撮像系２５Ｂの撮像カメラ２７Ｂにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように、被検面傾き調整ステージ３３Ｃを用いて、被検体８Ｃの傾き調整を行うようにしてもよい。

（３）次いで、図１１に示すように、第１被検面８１Ａ上に、前述した複数の第１輪帯状領域（図１１では、模式的に４個の第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４を例示）を設定する。これらの第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４は、第１被検面８１Ａの設計データおよび第１干渉計１Ａによる第１被観察領域（図１１では、模式的に４個の第１被観察領域Ｑ_Ａ１〜Ｑ_Ａ４を例示）の大きさ（第１被観察領域Ｑ_Ａ１〜Ｑ_Ａ４の大きさは互いに等しい）に基づき、上記第１輪帯状領域設定部５１Ａにおいて設定されるものであり、第１被検面８１Ａ上における上記回転軸Ｒの設定位置（本実施形態では、被検体８Ｃの中心軸Ｃと一致するように設定される）を中心として互いに同心に形成される。

（４）同様に、図１２に示すように第２被検面８１Ｂ上に、複数の第２輪帯状領域（図１２では、模式的に４個の第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４を例示）を設定する。これらの第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４は、第２被検面８１Ｂの設計データおよび第２干渉計１Ｂによる第２被観察領域（図１２では、模式的に４個の第２被観察領域Ｑ_Ｂ１〜Ｑ_Ｂ４を例示）の大きさ（第２被観察領域Ｑ_Ｂ１〜Ｑ_Ｂ４の大きさは互いに等しい）に基づき、上記第２輪帯状領域設定部５１Ｂにおいて設定されるものであり、第２被検面８１Ｂ上における上記回転軸Ｒの設定位置（被検体８Ｃの中心軸Ｃ）を中心として互いに同心に形成される。

なお、図１１に示す各第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４のうち中央部に位置する第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１および図１２に示す各第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４のうち中央部に位置する第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１は、円板形状をなすものであるが、本発明では、このような円板形状の領域も輪帯状領域と称する。また、各第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４、各第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４のうち互いに隣接するもの同士が、互いに一部重なるように領域を設定することも可能である。

また、本実施形態においては、図１１に示す各第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４のうち最も外周側に位置する第１輪帯状領域Ｐ_Ａ４の幅（径方向の長さ）が、該第１輪帯状領域Ｐ_Ａ４を観察する際の第１被観察領域Ｑ_Ａ４の径の長さよりも短く設定されており、同様に、図１２に示す各第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４のうち最も外周側に位置する第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ４の幅（径方向の長さ）が、該第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ４を観察する際の第２被観察領域Ｑ_Ｂ４の径の長さよりも短く設定されている。このため、被検体８Ｃを回転保持ステージ３６に保持せしめた時点で、被検体８Ｃの中心軸Ｃと回転保持ステージ３６の回転軸Ｒとが完全に一致した場合には、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ４を観察する際、第１被観察領域Ｑ_Ａ４の一部が第１被検面８１Ａの外周側にはみ出し、同様に、第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ４を観察する際、第２被観察領域Ｑ_Ｂ４の一部が第２被検面８１Ｂの外周側にはみ出す（第１被観察領域Ｑ_Ａ４、第２被観察領域Ｑ_Ｂ４の最外点の軌跡をそれぞれ２点鎖線で示す）ことになる。逆に言えば、このはみ出す領域の範囲内であれば、中心軸Ｃと回転軸Ｒとの位置ずれが生じても、第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂの全領域をカバー（走査）することが可能となり、以後の測定に支障は生じないことになる。このため、中心軸Ｃと回転軸Ｒとの位置合わせを精密に行うための機構を設ける必要はない。

（５）次に、回転保持ステージ３６を用いて被検体８Ｃを回転軸Ｒ回りに回転させる。回転速度は任意に設定することが可能であるが、本実施形態では、例えば、０．１秒で１回転するように設定する。

（６）次いで、第１被検面８１Ａ上に設定された上記第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１の測定および第２被検面８１Ｂ上に設定された上記第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１の測定を以下の手順で行う。

〔ａ〕まず、図１１に示すように第１被観察領域Ｑ_Ａ１が第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１上に位置するように、かつ図１２に示すように第２被観察領域Ｑ_Ｂ１が第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１上に位置するように、回転する被検体８Ｃに対する第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの位置を調整する。本実施形態では、回転保持ステージ３６の回転軸Ｒの位置データと、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４および第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４の各設定データとに基づき、上記第１被検面観察位置調整指令部５２Ａにより第１Ｚステージ４１Ａおよび第１ＸＹステージ４２Ａが駆動され、かつ上記第２被検面観察位置調整指令部５２Ｂにより第２Ｚステージ４１Ｂおよび第２ＸＹステージ４２Ｂが駆動されることによって、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの各位置が自動調整されるように構成されている。

〔ｂ〕次に、回転する第１被検面８１Ａに対し、第１干渉計１Ａから第１被検面用測定光を照射して、該第１被検面８１Ａの複数の回転位置毎に、上記第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１から反射された第１物体光と、平面基準板１５Ａの参照基準平面１５Ａａからの第１被検面用参照光との干渉により形成される第１被検面観察位置別干渉縞（第１被観察領域Ｑ_Ａ１内に観察される干渉縞のうち、第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａの１回の撮像領域Ｉ_Ａ１に対応した直帯状のもの）を、第１被検面８１Ａが１回転する間に、干渉縞撮像系２０Ａの撮像カメラ２３Ａ（第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａ）を用いて順次撮像し、その画像データを上記第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａに順次入力する。

〔ｃ〕同様に、回転する第２被検面８１Ｂに対し、第２干渉計１Ｂから第２被検面用測定光を照射して、該第２被検面８１Ｂの複数の回転位置毎に、上記第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１から反射された第２物体光と、平面基準板１５Ｂの参照基準平面１５Ｂａからの第２被検面用参照光との干渉により形成される第２被検面観察位置別干渉縞（第２被観察領域Ｑ_Ｂ１内に観察される干渉縞のうち、第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂの１回の撮像領域Ｉ_Ｂ１に対応した直帯状のもの）を、第２被検面８１Ｂが１回転する間に、干渉縞撮像系２０Ｂの撮像カメラ２３Ｂ（第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂ）を用いて順次撮像し、その画像データを上記第２輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂに順次入力する。

なお、撮像回数は任意に設定することが可能であるが、本実施形態では、例えば、被検体８Ｃが１回転する０．１秒の間に３６００回（被検体８Ｃが０．１度回転する毎に１回）撮像するようにする。なお、各々の第１被検面観察位置別干渉縞および第２被検面観察位置別干渉縞が撮像される毎に、その撮像された時点での被検体８Ｃの回転角度が回転角度検出センサ３７により検出され、そのデータが上述の第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａおよび第２輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂにそれぞれ順次入力される。

（７）以下、第１被検面８１Ａ上に設定された他の第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２〜Ｐ_Ａ４の測定および第２被検面８１Ｂ上に設定された他の第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ２〜Ｐ_Ｂ４の測定を順次行う。測定の手順は、上述の第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１および第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ２を測定する場合と同様である。すなわち、上記（６）の〔ａ〕〜〔ｃ〕の手順における第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１、第１被観察領域Ｑ_Ａ１および撮像領域Ｉ_Ａ１を、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２〜Ｐ_Ａ４、第１被観察領域Ｑ_Ａ２〜Ｑ_Ａ４および撮像領域Ｉ_Ａ２〜Ｉ_Ａ４に、第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１、第２被観察領域Ｑ_Ｂ１および撮像領域Ｉ_Ｂ１を、第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ２〜Ｐ_Ｂ４、第２被観察領域Ｑ_Ｂ２〜Ｑ_Ｂ４および撮像領域Ｉ_Ｂ２〜Ｉ_Ｂ４に、それぞれ順次置き換えて測定を行えばよい。

なお、フリンジスキャン計測を行う場合は、フリンジスキャンアダプタ１７Ａ，１７Ｂを用いて、平面基準板１５Ａ，１５Ｂの測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２方向の位置を適宜変更し、変更毎に上記手順（６）、（７）を繰り返す。

（８）次に、撮像カメラ２３Ａ（第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａ）より撮像された、各第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４に対応した各第１被検面観察位置別干渉縞と、回転角度検出センサ３７により検出された、被検体８Ｃの回転角度データとに基づき、各第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４に対応した各第１輪帯状領域別形状情報を、上記第１輪帯状領域別形状情報取得部５３Ａにおいて求める。

（９）同様に、撮像カメラ２３Ｂ（第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂ）より撮像された、各第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４に対応した各第２被検面観察位置別干渉縞と、回転角度検出センサ３７により検出された、被検体８Ｃの回転角度データとに基づき、各第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４に対応した各第２輪帯状領域別形状情報を、上記第２被検面輪帯状領域別形状情報取得部５３Ｂにおいて求める。

（１０）次いで、上記（８）の手順により生成された各第１輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、第１被検面８１Ａ全域の形状情報が上記第１被検面形状情報取得部５４Ａにおいて求められる。

（１１）同様に、上記（９）の手順により生成された各第２輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、第２被検面８１Ｂ全域の形状情報が上記第２被検面形状情報取得部５４Ｂにおいて求められる。なお、上述の各第１輪帯状領域別形状情報および各第２輪帯状領域別形状情報の繋ぎ合わせには、従来公知の開口合成法を適用することが可能である。具体的には、例えば、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４の干渉縞撮像時において、測定光軸Ｌ_１と回転軸Ｒとの平行度の誤差が無視し得る程度に微小な場合は、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４の各形状情報を互いに配列することにより、第１被検面８１Ａの全域の形状情報を求めることができる（この場合、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４のうち互いに隣接するもの同士の間に互いに重複する領域を設定する必要はない）。

一方、測定光軸Ｌ_１と回転軸Ｒとの平行度の誤差が無視し得ない場合は、その補正を行う必要がある。例えば、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１を撮像したときには測定光軸Ｌ_１と回転軸Ｒとが互いに平行であったが、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２を撮像したときには測定光軸Ｌ_１と回転軸Ｒとの間に相対的な角度誤差Δφが生じている場合、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１の形状情報と第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２の形状情報をそのまま配列して繋ぎ合わせると、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１，Ｐ_Ａ２の間に不要な傾斜が重畳されてしまうので、角度誤差Δφを補正した上で繋ぎ合わせを行う必要がある。

この角度誤差Δφの補正は、例えば、以下の手順で行われる。まず、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１，Ｐ_Ａ２の間に互いに重複する領域（以下「重複領域」と称する）を設定しておく。次に、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１の各回転位置別干渉縞により求められた重複領域の形状情報と、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２の各回転位置別干渉縞により求められた重複領域の形状情報（本来は互いに一致するはず）とを互いに比較することにより角度誤差Δφを求め、この求められた角度誤差Δφに基づき、第１輪帯状領域Ｐ_Ａ２の各回転位置別干渉縞に対応した各部分領域の形状情報を再配列する。他の第１輪帯状領域Ｐ_Ａ３，Ｐ_Ａ４および第２輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４の開口合成についても同様である。

（１２）次に、上記（１０）の手順により求められた第１被検面８１Ａの形状情報と、上記（１１）の手順により求められた第２被検面８１Ｂの形状情報とに基づき、被検体８Ｃの厚みムラが上記厚みムラ解析手段５５において求められる。具体的には、第１被検面８１Ａの形状情報と第２被検面８１Ｂの形状情報とを同一の３次元座標系において裏表の関係に配列したときに得られる、第１被検面８１Ａと第２被検面８１Ｂとの形状差情報を被検体厚みムラ情報として求める。

なお、本実施形態では、第１干渉計１Ａの測定光軸Ｌ_１と第２干渉計１Ｂの測定光軸Ｌ_２とが互いに一致した状態で測定が行われるので、上述の第１被観察領域Ｑ_Ａ１内における撮像領域Ｉ_Ａ１と第２被観察領域Ｑ_Ｂ１内における撮像領域Ｉ_Ｂ１とは、常に裏表の位置関係、すなわち、被検体８Ｃの中心軸Ｃ方向に互いに重なるような位置関係を常に維持するようになっている（第１被観察領域Ｑ_Ａ２〜Ｑ_Ａ４内における撮像領域Ｉ_Ａ２〜Ｉ_Ａ４と第２被観察領域Ｑ_Ｂ２〜Ｑ_Ｂ４内における撮像領域Ｉ_Ｂ２〜Ｉ_Ｂ４に関しても同様）。また、第１被検面用１次元イメージセンサ２４Ａによる各第１被検面観察位置別干渉縞の撮像と第２被検面用１次元イメージセンサ２４Ｂによる各第２被検面観察位置別干渉縞の撮像とは、互いに同時に行われるようになっている。これにより、厚みムラの測定に関して、次のような利点がある。

すなわち、回転保持ステージ３６の機械精度等が原因となって、被検体８Ｃが回転している期間中（測定期間中）に、被検体８Ｃが測定光軸Ｌ_１，Ｌ_２方向に変動することがある。このような変動誤差は、第１被検面８１Ａの形状情報および第２被検面８１Ｂの形状情報にそれぞれ重畳され、これらの測定誤差となって現れる。しかし、互いに裏表の位置関係にある領域を同時に撮像する本実施形態の場合、第１被検面８１Ａの形状情報に重畳される変動誤差と、第２被検面８１Ｂの形状情報に重畳される変動誤差とが、厚みムラを求める際、すなわち、第１被検面８１Ａと第２被検面８１Ｂとの形状差を求める際に相殺されるので、厚みムラに関しては変動誤差の影響を受けず、高精度な測定が可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。

例えば、図１または図５において、被検面８０（被検体８）を図中左右方向に移動させる機構を設けて、干渉計本体部１，１´に対して被検面８０を移動させるようにすることも可能である。同様に、図６において、被検体８Ｃを図中上下方向に移動させる機構を設けて、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂに対して、第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂを移動させるようにすることも可能である。

また、上述の第１および第２実施形態では、被検面８０上に４個の輪帯状領域Ｐ_１〜Ｐ_４を設定しており、第３実施形態では、第１被検面８１Ａ上に４個の第１輪帯状領域Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４を設定し、第２被検面８１Ｂ上に４個の第１輪帯状領域Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４を設定しているが、被検面の大きさと被観察領域の大きさとの関係により、適宜の数の輪帯状領域を設定することが可能である。

また、上述の実施形態では、被検面８０、第１被検面８１Ａおよび第２被検面８１Ｂが全体として円形をなすものとされているが、このような形状の被検面に測定対象が限定されるものではない。被検面が平面状をなすものであれば、全体としての形状は多角形や半円形など任意の形状のものに対応可能である。

１，１´ 干渉計本体部
１Ａ第１干渉計
１Ｂ第２干渉計
２，２Ｃ光学定盤
３，３Ｃ被検体アライメント部
４，４´ 干渉計位置調整部
４Ａ第１干渉計位置調整部
４Ｂ第２干渉計位置調整部
５，５Ｃ制御解析部
８，８Ｃ被検体
１０干渉光学系
１０Ａ第１干渉光学系
１０Ｂ第２干渉光学系
１１，１１Ａ，１１Ｂ光源部
１２，１２Ａ，１２Ｂビーム径拡大レンズ
１３，１３Ａ，２１Ａ，１３Ｂ，２１，２１Ｂ光束分岐光学素子
１４，１４Ａ，１４Ｂコリメータレンズ
１５，１５Ａ，１５Ｂ平面基準板
１５ａ，１５Ａａ，１５Ｂａ参照基準平面
１６，１６Ａ，１６Ｂピエゾ素子
１７，１７Ａ，１７Ｂフリンジスキャンアダプタ
２０干渉縞撮像系
２０Ａ第１干渉縞撮像系
２０Ｂ第２干渉縞撮像系
２２，２６，２２Ａ，２６Ａ，２２Ｂ，２６Ｂ結像レンズ
２３，２７，２３Ａ，２７Ａ，２３Ｂ，２７Ｂ撮像カメラ
２４１次元イメージセンサ
２４Ａ第１被検面用１次元イメージセンサ
２４Ｂ第２被検面用１次元イメージセンサ
２５，２５Ａ，２５Ｂアライメント撮像系
２８，２８Ａ，２８Ｂ２次元イメージセンサ
３１保持ステージ
３２被検面位置調整ステージ
３３，３３Ｃ被検面傾き調整ステージ
３４回転ステージ
３５回転エンコーダ
３６回転保持ステージ
３６ａ固定支持部
３６ｂ回転部
３７回転角度検出センサ
４１ＸＹステージ
４１Ａ第１Ｚステージ
４１Ｂ第２Ｚステージ
４２，４６Ｘ軸架台
４２Ａ第１ＸＹステージ
４２Ｂ第２ＸＹステージ
４３，４７Ｚステージ
４３Ａ第１干渉計傾き調整ステージ
４３Ｂ第２干渉計傾き調整ステージ
４４，４８Ｚ軸架台
４５リニアステージ
５０Ａ第１被検面形状解析手段
５０Ｂ第２被検面形状解析手段
５１輪帯状領域設定部
５１Ａ第１輪帯状領域設定部
５１Ｂ第２輪帯状領域設定部
５２観察位置調整指令部
５２Ａ第１被検面観察位置調整指令部
５２Ｂ第２被検面観察位置調整指令部
５３輪帯状領域別干渉縞生成部
５３Ａ第１輪帯状領域別形状情報取得部
５３Ｂ第２輪帯状領域別形状情報取得部
５４形状解析部
５４Ａ第１被検面形状情報取得部
５４Ｂ第２被検面形状情報取得部
５５，５５Ｃ厚みムラ解析手段
６１，６２反射光学素子
６３ブラケット
８０被検面
８１Ａ第１被検面
８１Ｂ第２被検面
Ｒ回転軸
Ｃ中心軸
Ｌ，Ｌ_１，Ｌ_２測定光軸
Ｐ_１〜Ｐ_４輪帯状領域
Ｐ_Ａ１〜Ｐ_Ａ４第１輪帯状領域
Ｐ_Ｂ１〜Ｐ_Ｂ４第２輪帯状領域
Ｑ_１〜Ｑ_４被観察領域
Ｑ_Ａ１〜Ｑ_Ａ４第１被観察領域
Ｑ_Ｂ１〜Ｑ_Ｂ４第２被観察領域
Ａ_１〜Ａ_４，Ｉ_Ａ１〜Ｉ_Ａ４，Ｉ_Ｂ１〜Ｉ_Ｂ４撮像領域

Claims

平面状の被検面の形状を測定する光波干渉測定装置であって、
前記被検面に対し垂直に設定された回転軸回りに、該被検面を回転せしめる被検面回転手段と、
回転する前記被検面に測定光を照射し、該被検面内の被観察領域からの反射光を参照光と合波して干渉光を得る干渉光学系と、
前記被観察領域が、回転する前記被検面内を全域に亘って順次移動するように、前記被検面に照射される前記測定光に対する前記被検面の相対位置を順次変更する観察位置調整手段と、
前記被観察領域が前記被検面内を移動する間に、前記干渉光を１次元イメージセンサにより順次取り込み、該干渉光により形成される直帯状の観察位置別干渉縞を順次撮像する干渉縞撮像系と、
撮像された各々の前記観察位置別干渉縞に基づき、前記被検面の形状情報を求める形状解析手段と、を備えてなることを特徴とする光波干渉測定装置。
前記観察位置調整手段は、前記回転軸の設定位置を中心として前記被検面を輪帯状に分割する複数の輪帯状領域毎に前記被観察領域が順次移動するように、前記相対位置を変更するものであり、
前記干渉縞撮像系は、前記複数の輪帯状領域の各々において、前記被検面の複数の回転位置毎に前記観察位置別干渉縞を撮像するものであり、
前記形状解析手段は、撮像された各々の前記観察位置別干渉縞に基づき前記複数の輪帯状領域の各々に対応した各輪帯状領域別干渉縞を生成し、該各輪帯状領域別干渉縞に基づき前記被検面の形状情報を求めるものである、ことを特徴とする請求項１記載の光波干渉測定装置。
前記被検面は、平行平板状の被検体が有する、互いに平行な第１被検面および第２被検面であり、
前記被検面回転手段は、前記第１被検面および前記第２被検面に対し垂直に設定された回転軸回りに、前記被検体を回転せしめるものであり、
前記干渉光学系は、回転する前記第１被検面に第１被検面用測定光を照射し、該第１被検面内の第１被観察領域からの反射光を第１被検面用参照光と合波して第１被検面用干渉光を得る第１干渉光学系と、回転する前記第２被検面に第２被検面用測定光を照射し、該第２被検面内の第２被観察領域からの反射光を第２被検面用参照光と合波して第２被検面用干渉光を得る第２干渉光学系と、からなり、
前記観察位置調整手段は、前記第１被検面に設定された複数の第１輪帯状領域毎に前記第１被観察領域が順次移動するように、該第１被検面に照射される前記第１被検面用測定光の該第１被検面に対する相対位置を順次変更する第１観察位置調整手段と、前記第２被検面に設定された複数の第２輪帯状領域毎に前記第２被観察領域が順次移動するように、該第２被検面に照射される前記第２被検面用測定光の該第２被検面に対する相対位置を順次変更する第２観察位置調整手段と、からなり、
前記干渉縞撮像系は、前記複数の第１輪帯状領域の各々において、前記第１被検面の複数の回転位置毎に、前記第１被検面用干渉光を第１被検面用１次元イメージセンサにより順次取り込み、該第１被検面用干渉光により形成される第１被検面観察位置別干渉縞を順次撮像する第１干渉縞撮像系と、前記複数の第２輪帯状領域の各々において、前記第２被検面の複数の回転位置毎に、前記第２被検面用干渉光を第２被検面用１次元イメージセンサにより順次取り込み、該第２被検面用干渉光により形成される第２被検面観察位置別干渉縞を順次撮像する第２干渉縞撮像系と、からなり、
前記形状解析手段は、前記第１干渉縞撮像系により撮像された各々の前記第１被検面観察位置別干渉縞に基づき前記複数の第１輪帯状領域の各々に対応した各第１輪帯状領域別形状情報を求め、該各第１輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、前記第１被検面の全域の形状情報を求める第１被検面形状解析手段と、前記第２干渉縞撮像系により撮像された各々の前記第２被検面観察位置別干渉縞に基づき前記複数の第２輪帯状領域の各々に対応した各第２輪帯状領域別形状情報を求め、該各第２輪帯状領域別形状情報を繋ぎ合わせることにより、前記第２被検面の全域の形状情報を求める第２被検面形状解析手段と、からなることを特徴とする請求項１記載の光波干渉測定装置。
前記第１観察位置調整手段および前記第２観察位置調整手段は、前記第１被検面用測定光の中心軸線と前記第２被検面用測定光の中心軸線とを互いに一致させる初期調整を行った後、これら２つの中心軸線が互いに一致した状態を維持しながら、該第１被検面用測定光の前記第１被検面に対する相対位置の変更および該第２被検面用測定光の前記第２被検面に対する相対位置の変更を行うものであり、
前記第１干渉縞撮像系および前記第２干渉縞撮像系は、前記第１被検面観察位置別干渉縞および前記第２被検面観察位置別干渉縞を、各々の観察位置毎に互いに同時に撮像するものである、ことを特徴とする請求項３記載の光波干渉測定装置。
前記第１被検面の全域の形状情報と前記第２被検面の全域の形状情報とに基づき、被検体厚みムラ情報を求める厚みムラ解析手段を備えてなることを特徴とする請求項３または４記載の光波干渉測定装置。