JP2014145684A

JP2014145684A - 測定装置

Info

Publication number: JP2014145684A
Application number: JP2013014830A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ogata; 俊宏緒方
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-08-14

Abstract

【課題】様々な形状の被検面を高精度に測定する上で有利な効果を提供する。
【解決手段】被検面に光を照射し、光が垂直に入射する被検面上の部分で反射された被検光と参照光との干渉信号を検出することで、被検面の形状を測定する測定装置であって、干渉信号を受光する１９０受光部と、被検光の光路上に配置され、当該光路上での姿勢に応じて被検光の経路を当該経路と直交する第１方向に平行にシフトさせる光学素子１２０と、光学素子１２０の姿勢を変更する変更部１２１と、制御部２００と、を含み、制御部２００は、変更部１２１を制御して被検光１６２が受光部の目標範囲に入射するように光学素子１２０の姿勢を変更し、光学素子１２０により被検光１６２の経路をシフトさせた量および干渉信号に基づいて部分の位置を示す位置情報と部分の傾きを示す傾斜情報とを決定し、位置情報と傾斜情報とを用いて前記被検面の形状を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検面の形状を測定する測定装置に関する。

近年、カメラ、複写機、望遠鏡、露光装置などに、非球面を有する光学素子が用いられるようになってきた。非球面には、例えば、自由曲面形状を有するものや起伏の大きいもの、傾斜角の大きいものなどが含まれる。そのため、様々な形状の被検面（非球面）を高精度に測定する測定装置が求められている。

このように、様々な形状の被検面を測定する測定装置としては、例えば、特許文献１に開示された測定装置が挙げられる。特許文献１に開示された測定装置は、基準点から球面波の光を被検面に照射し、光が垂直に入射する被検面上の部分で反射された被検光を、参照面で反射された参照光とともに受光部で受光する。これにより、受光部において干渉信号が生成され、この干渉信号に基づいて被検面の形状を測定することができる。

特開２０１１−９５２３９号公報

特許文献１に開示された測定装置では、光が垂直に入射する被検面上の部分で反射された被検光は、再び基準点を通るように戻るため、その基準点において当該部分の傾斜角に応じた角度を有する。そして、被検光は、その角度に対応した受光部の位置に入射することとなる。即ち、当該部分の傾斜角などに応じて、受光部において被検光が入射する位置が異なってしまう。例えば、光が垂直に入射する部分の傾斜角が小さい場合、当該部分で反射された被検光は、受光部の中心に近い位置に入射する。一方で、光が垂直に入射する部分の傾斜角が大きい場合、当該部分で反射された被検光は、受光部の中心から離れた位置に入射する。このように、受光部において被検光が入射する位置が異なると、受光部は複数の光電変換素子を含む２次元センサーで構成されているため、当該被検光が入射する受光部の位置によって感度のばらつきが生じ、被検面の形状の測定結果に誤差が生じる恐れがある。

そこで、本発明は、様々な被検面の形状を高精度に測定する上で有利な効果を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての測定装置は、被検面に光を照射し、光が垂直に入射する前記被検面上の部分で反射された被検光と参照光との干渉信号を検出することで、前記被検面の形状を測定する測定装置であって、前記干渉信号を受光する受光部と、前記被検光の光路上に配置され、当該光路上での姿勢に応じて前記被検光の経路を当該経路と直交する第１方向に平行にシフトさせる光学素子と、前記光学素子の姿勢を変更する変更部と、制御部と、を含み、前記制御部は、前記変更部を制御して前記被検光が前記受光部の目標範囲に入射するように前記光学素子の姿勢を変更し、前記光学素子により前記被検光の経路をシフトさせた量および前記干渉信号に基づいて前記部分の位置を示す位置情報と前記部分の傾きを示す傾斜情報とを決定し、前記位置情報と前記傾斜情報とを用いて前記被検面の形状を測定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、様々な形状の被検面を高精度に測定する上で有利な効果を提供することができる。

第１実施形態の測定装置を示す図である。第２実施形態の測定装置を示す図である。光学素子を示す図である。従来の測定装置を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、対物光学系の光軸に平行な方向をＺ方向とし、当該光軸と直交する面で互いに直交する方向をＸ方向およびＹ方向とする。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態の測定装置１０について、従来の測定装置４０と比較しながら説明する。まず、従来の測定装置４０について、図４を参照しながら説明する。図４は、従来の測定装置４０を示す図である。従来の測定装置４０は、光源１００と、偏光ビームスプリッタ（合成部）１３０と、１／４波長板１３１および１３２と、対物光学系（対物レンズ）１５０とを含む。また、従来の測定装置４０は、集光光学系（集光レンズ）１７０と、アパーチャ１８０と、受光部１９０と、光ファイバ１９１と、制御部２００とを含む。

光源１００から射出した直線偏光の光束（射出光１０１）は、偏光ビームスプリッタ１３０に入射し、互いに直交する偏光成分（Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分）に分割される。Ｐ偏光成分を有する光束は、偏光ビームスプリッタ１３０を透過し、１／４波長板１３２を通って参照面１４０に入射する。そして、参照面１４０で反射された光束は、参照光１４１として、１／４波長板１３２を通って偏光ビームスプリッタ１３０に再び入射し、偏光ビームスプリッタ１３０で受光部１９０側に向けて反射される。一方で、Ｓ偏光成分を有する光束は、偏光ビームスプリッタ１３０で反射され、１／４波長板１３１を介して対物光学系１５０に入射する。対物光学系１５０に入射した光束は、対物光学系１５０の集光点１５１を曲率中心とする球面波に変換されて、被検面１６０に向けて放射される。そして、光が垂直に入射する被検面上の部分１６１で反射された光が、被検光１６２として再び集光点１５１、対物光学系１５０および１／４波長板１３１を通って、偏光ビームスプリッタ１３０に入射する。１／４波長板１３１を通過した被検光１６２は、偏光ビームスプリッタ１１０を透過する。

参照光１４１および被検光１６２は、偏光ビームスプリッタ１３０において合成されて集光光学系１７０に入射する。そして、参照光１４１および被検光１６２は、集光光学系１７０の集光点１７１を介して干渉光として受光部１９０に入射し、受光部１９０において干渉信号が検出される。この干渉信号は光ファイバ１９１を介して制御部２００に供給され、制御部２００は、被検面上で光が垂直に入射する部分１６１の位置（位置情報）および傾斜角（傾斜情報）を決定する。このように、従来の測定装置４０では、測定装置４０又は被検面１６０を走査させながら、複数の部分１６１における位置情報および傾斜情報を取得し、被検面１６０の形状を測定することができる。

しかしながら、従来の測定装置４０では、光が垂直に入射する被検面上の部分１６１で反射された被検光１６２は、再び基準点１５１を通るように戻るため、その基準点１５１において部分１６１の傾斜角に応じた角度を有する。そして、被検光１６２は、その角度に対応した受光部１９０の位置に入射することとなる。即ち、部分１６１の傾斜角などに応じて、受光部１９０において被検光１６２が入射する位置が異なってしまう。例えば、光が垂直に入射する部分１６１の傾斜角が小さい場合、部分１６１で反射された被検光１６２は、受光部１９０の中心に近い位置に入射する。一方で、光が垂直に入射する部分１６１の傾斜角が大きい場合、部分１６１で反射された被検光１６２は、受光部１９０の中心から離れた位置に入射する。このように、受光部１９０において被検光１６２が入射する位置が異なると、受光部１９０は複数の光電変換素子を含む２次元センサーで構成されているため、被検光１６２が入射する受光部１９０の位置によって感度のばらつきが生じてしまう。その結果、被検面１６０の形状の測定結果に誤差が生じてしまいうる。そこで、第１実施形態の測定装置１０は、被検光１６２が受光部１９０の目標範囲（例えば中央部）に入射するように、被検光１６２の経路を当該経路と直交する第１方向（例えばＸ方向）に平行にシフトさせる光学素子として平行平板ガラス１２０を含む。

次に、第１実施形態の測定装置１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の測定装置１０を示す図である。第１実施形態の測定装置１０は、被検面１６０に光を照射し、光が垂直に入射する被検面上の部分１６１で反射された被検光を用いて部分１６１の位置を示す位置情報、および部分１６１の傾きを示す傾斜情報を取得しながら、被検面１６０の形状を測定する。そして、測定装置１０は、光源１００と、第１偏光ビームスプリッタ１１０と、平行平板ガラス１２０と、第２偏向ビームスプリッタ（合成部）１３０と、対物光学系１５０とを含む。また、測定装置１０は、集光光学系１７０と、アパーチャ１８０と、受光部１９０と、光ファイバ１９１と、制御部２００とを含む。

光源１００から射出した直線偏光の光束（射出光１０１）は、第１偏光ビームスプリッタ１１０で反射され、１／４波長板１１１および平行平板ガラス１２０を通過して第２偏光ビームスプリッタ１３０に入射する。第２偏光ビームスプリッタ１３０に入射した光束は、互いに直交する偏光成分（Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分）に分割される。Ｐ偏光成分を有する光束は、第２偏光ビームスプリッタ１３０を透過して対物光学系１５０（対物レンズ）に入射し、対物光学系１５０の集光点１５１を曲率中心とする球面波に変換されて、被検面１６０に向けて放射される。被検面１６０で反射された光のうち、光が垂直に入射する被検面上の部分１６１で反射された光が、被検光１６２として再び集光点１５１および対物光学系１５０を通って、第２偏光ビームスプリッタ１３０に入射する。そして、被検光１６２は、第２偏光ビームスプリッタ１３０を透過して平行平板ガラス１２０に入射する。また、Ｓ偏光成分を有する光束は、第２偏光ビームスプリッタ１３０で反射されて参照面１４０に入射し、参照面１４０で反射された光束が、参照光１４１として第２偏光ビームスプリッタ１３０に再び入射する。そして、参照光１４１は、第２偏光ビームスプリッタ１３０で反射されて平行平板ガラス１２０（光学素子）に入射する。

ここで、平行平板ガラス１２０について説明する。平行平板ガラス１２０は、第１偏光ビームスプリッタ１１０と第２偏光ビームスプリッタ（合成部）１３０との間における被検光１６２の光路上に配置されている。平行平板ガラス１２０には、平行平板ガラス１２０を回転させるモーター１２１（変更部）が備えられており、モーター１２１を駆動することにより平行平板ガラス１２０を回転させることができる。これにより、平行平板ガラス１２０の姿勢、即ち、平行平板ガラス１２０の傾きを変更することができる。そして、平行平板ガラス１２０は、射出光１０１を透過する領域と被検光１６２を透過する領域とを含むように構成されており、その傾きに応じて射出光１０１の経路と被検光１６２の経路とを共にＸ方向（第１方向）に平行にシフトさせることができる。射出光（または被検光）が平行平板ガラスを通過することで、Ｘ方向にシフトする量は、平行平板ガラスの厚さと傾き（回転量）に応じて決まる。例えば、傾き（回転量）としては、射出光１０１が垂直に平行平板ガラスに入射する状態（光がシフトしない状態）を基準として、平行平板ガラスの回転角の大きさとすることができる。ここで、第１偏光ビームスプリッタ１１０と第２偏光ビームスプリッタ１３０との間においては、被検光１６２の光路が射出光１０１の光路に含まれている。そのため、第１実施形態の平行平板ガラス１２０は、射出光１０１を透過する領域と被検光１６２を透過する領域とが互いに共通する部分を含むように構成されている。

モーター１２１は、平行平板ガラス１２０を通過した被検光１６２が受光部１９０の目標範囲（例えば中央部）に入射するように制御部２００により制御される。制御部２００は、例えば、モーター１２１の駆動量と、その駆動量により被検光がＸ方向にシフトする量との関係を予め取得しておき、受光部１９０において被検光１６２が入射した位置に応じてモーター１２１を制御する。また、制御部２００は、例えば、被検面１６０の設計データに基づいて、光が垂直に反射する部分１６１の傾斜情報を予め取得しておき、その傾斜情報に応じてモーター１２１を制御してもよい。また、制御部２００は、平行平板ガラスの傾き（回転量）と、被検光がＸ方向にシフトする量との関係を予め取得しておいてもよい。このように、制御部２００が平行平板ガラス１２０の傾き（光学素子の姿勢、回転量）をモーター１２１（変更部）により制御することで、受光部１９０の目標範囲（中央部）に被検光１６２を入射させることができる。ここで、第１実施形態の平行平板ガラス１２０は、第１偏光ビームスプリッタ１１０と第２偏光ビームスプリッタ１３０との間における被検光１６２の光路上に配置されているが、それに限られるものではない。例えば、受光部１９０と第２偏光ビームスプリッタ１３０との間における被検光１６２の光路上に配置されていればよい。また、受光部１９０の目標範囲は、受光部１９０の中央部に限られるものではないが、受光部１９０の中心を含む範囲であるとよい。

参照光１４１および被検光１６２は、第２偏光ビームスプリッタ（合成部）１３０において合成され、平行平板ガラス１２０に入射する。平行平板ガラス１２０に入射した参照光１４１および被検光１６２は、上述したように、平行平板ガラス１２０の傾きに応じて、それらの経路がＸ方向に沿って平行にシフトされる。そして、参照光１４１および被検光１６２は、平行平板ガラスから出射し、１／４波長板１１１を介して第１偏光ビームスプリッタ１１０を透過する。第１偏光ビームスプリッタ１１０を透過した参照光１４１および被検光１６２は、集光光学系１７０およびアパーチャ１８０を通って受光部１９０に干渉光として入射する。このとき、制御部２００は、被検光１６２が受光部１９０の目標範囲（中央部）に入射するように、平行平板ガラス１２０の傾きをモーター１２１により制御する。これにより、第１実施形態の測定装置１０は、被検光１６２を受光部１９０の目標範囲に配置された所定の受光素子のみに入射させることができる。そのため、受光部１９０に含まれる複数の受光素子の間において製造誤差を有している場合であっても、被検面１６０の形状の測定結果に誤差が生じることを抑制することができる。また、第１実施形態の測定装置１０では、被検光１６２を受光部１９０の目標範囲に入射させることができるため、例えば、受光部１９０を小型化することや、受光部１９０を用いずに干渉光を光ファイバ１９１に直接入射させることもできる。

受光部１９０では干渉光に基づいて干渉信号が変換され、干渉信号は、光ファイバ１９１を介して制御部２００に供給される。制御部２００は、受光部１９０において変換された干渉信号を取得するとともに、モーター１２１を駆動した量、即ち、平行平板ガラス１２０の傾きにより被検光１６２の経路をシフトさせた量（シフト量）を取得する。そして、制御部２００は、被検光１６２の経路のシフト量および干渉信号に基づいて、被検面上で光が垂直に入射する部分１６１の位置（位置情報）および傾斜角（傾斜情報）を決定することができる。例えば、制御部２００は、干渉信号により被検面上の部分１６１と集光点１５１との距離Ｌを計算し、シフト量により対物光学系１５０の光軸と被検光１６２の経路との間の角度θを計算する。そして、制御部２００は、計算した距離Ｌおよび角度θを用いて位置情報および傾斜情報を決定することができる。このように、第１実施形態の測定装置１０では、測定装置１０又は被検面１６０を走査させながら、複数の部分１６１における位置情報および傾斜情報を取得し、被検面１６０の形状を測定することができる。

ここで、第１実施形態では、被検光１６２の経路をシフトさせる光学素子およびその姿勢を変更する変更部として、図１および図３（ａ）に示すように、平行平板ガラス１２０およびモーター１２１がそれぞれ用いられているが、それに限られるものではない。光学素子および変更部は、例えば、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように構成してもよい。図３（ｂ）は、被検光１６２を反射する回転ミラー２１０と、回転ミラー２１０で反射された被検光１６２が入射する凸レンズ２１１とを光学素子として用い、回転ミラー２１０の傾き（光学素子の姿勢）を変更するモーター１２１を変更部として用いている。回転ミラー２１０で反射された被検光１６２は、回転ミラー２１０の傾きに応じて凸レンズ２１１に入射する位置が異なる。これにより、凸レンズ２１１から出射する被検光を矢印２１３に沿って平行にシフトさせることができる。図３（ｃ）は、被検光１６２の光路を折り曲げるミラー２２０を光学素子として用い、被検光１６２がミラー２２０に入射する方向に沿ってミラー２２０の位置を変更するアクチュエータ２２１を変更部として用いている。これにより、ミラー２２０で反射された被検光１６２を、ミラー２２０の位置に応じて、矢印２２２に沿って平行にシフトさせることができる。図３（ｄ）は、被検光１６２を元の方向に反射するコーナーキューブ２３０を光学素子として用いている。また、被検光１６２がコーナーキューブ２３０に入射する方向と直交する方向に沿ってコーナーキューブ２３０の位置を変更するアクチュエータ２３１を変更部として用いている。これにより、コーナーキューブ２３０で反射された被検光１６２を、コーナーキューブ２３０の位置に応じて、矢印２３２に沿って平行にシフトさせることができる。

また、第１実施形態の測定装置１０では、被検面１６０に向けて光を球面波として照射しているが、これに限られるものではなく、被検面上の部分１６１にビーム径の小さいレーザー光を照射してもよい。この場合、制御部２００は、光源１００から出射されたレーザー光が被検面上の部分１６１に照射するように、被検面１６０の設計データに基づいて平行平板ガラス１２０の傾きを制御し、レーザー光の経路をＸ方向（第１方向）に平行にシフトさせる。これにより、被検面上の部分１６１にレーザー光をほぼ垂直に入射させることができるとともに、部分１６１で反射したレーザー光（被検光）を受光部１９０の目標範囲（中央部）に入射させることもできる。このようにレーザー光を用いると、部分１６１で反射する反射光の強度を大きくすることができる。

上述したように、第１実施形態の測定装置１０は、被検光１６２の経路を当該経路と直交する第１方向（Ｘ方向）に平行にシフトさせる光学素子（平行平板ガラス１２０）と、光学素子の姿勢を変更する変更部（モーター１２１）とを含む。これにより、被検光１６２を受光部１９０の目標範囲（中央部）に入射させることができ、受光部１９０に含まれる複数の受光素子の間において製造誤差を有している場合であっても、被検面１６０の形状の測定結果に誤差が生じることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の測定装置２０について、図２を参照しながら説明する。図２は、第２実施形態の測定装置２０を示す図である。第２実施形態の測定装置２０は、第１実施形態の測定装置１０と比較して、射出光１０１と被検光１６２とが別の経路となるように構成されており、平行平板ガラス１２０（光学素子）は、射出光１０１の光路上と被検光１６２の光路上にわたって配置されている。即ち、第２実施形態では、平行平板ガラス１２０（光学素子）において射出光１０１が透過する領域と被検光１６２が透過する領域とは互いに共通する部分を含まない。

測定装置２０は、光源１００と、第１ミラー２４０と、平行平板ガラス１２０（光学素子）と、偏光ビームスプリッタ（合成部）１３０と、１／４波長板１３１および１３２と、対物光学系１５０とを含む。また、測定装置２０は、第２ミラー２５０と、集光光学系１７０と、アパーチャ１８０と、受光部１９０と、光ファイバ１９１と、制御部２００とを含む。

光源１００から射出した光束（射出光１０１）は、第１ミラー２４０により光路を折り曲げられた後、平行平板ガラス１２０に入射する。平行平板ガラス１２０に入射した光束は、平行平板ガラス１２０の傾きに応じて経路をＸ方向（第１方向）に沿って平行にシフトされて、偏光ビームスプリッタ１３０に入射し、互いに直交する偏光成分（Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分）に分割される。Ｐ偏光成分を有する光束は、偏光ビームスプリッタ１３０を透過して１／４波長板１３２を介して対物光学系１５０に入射し、対物光学系１５０の集光点１５１を曲率中心とする球面波に変換されて被検面１６０に向けて出射される。被検面１６０で反射された光のうち、光が垂直に入射する被検面上の部分１６１で反射された光が、被検光１６２として再び集光点１５１、対物光学系１５０および１／４波長板１３２を通って偏光ビームスプリッタ１３０に入射する。そして、被検光１６２は、偏光ビームスプリッタ１３０で反射し、第２ミラー２５０に入射する。また、Ｓ偏光成分を有する光束は、偏光ビームスプリッタ１３０で反射されて１／４波長板１３１を介して参照面１４０に入射し、参照面１４０で反射された光束が、参照光１４１として１／４波長板１３１を介して偏光ビームスプリッタ１３０に再び入射する。そして、参照光１４１は、偏光ビームスプリッタ１３０を透過して第２ミラー２５０に入射する。第２ミラー２５０に入射した参照光１４１および被検光１６２は、光路をそれぞれ折り曲げられて平行平板ガラス１２０に入射する。平行平板ガラス１２０に入射した参照光１４１および被検光１６２は、平行平板ガラス１２０の傾きに応じて経路をＸ方向（第１方向）に沿って平行にシフトされ、集光光学系１７０およびアパーチャ１８０を介して干渉光として受光部１９０に入射する。受光部１９０は、干渉光に基づいて干渉信号を生成し、制御部２００に供給する。

平行平板ガラス１２０には、第１実施形態と同様に、平行平板ガラス１２０を回転させるモーター１２１（変更部）が備えられており、モーター１２１を駆動することにより平行平板ガラス１２０を回転させることができる。モーター１２１は、平行平板ガラス１２０を通過した被検光１６２が受光部１９０の目標範囲（例えば中央部）に入射するように制御部２００により制御される。そして、制御部２００は、第１実施形態と同様に、被検光１６２の経路をシフトさせた量と受光部１９０から取得した干渉信号とに基づいて、被検面上で光が垂直に入射する部分１６１の位置（位置情報）および傾斜角（傾斜情報）を決定することができる。ここで、第２実施形態の測定装置２０では、被検面１６０に向けて光を球面波として照射しているが、第１実施形態の測定装置１０と同様に、被検面上の部分１６１にビーム径の小さいレーザー光を照射してもよい。この場合、制御部２００は、光源１００から出射されたレーザー光が被検面上の部分１６１に照射するように、被検面１６０の設計データに基づいて平行平板ガラス１２０の傾きを制御し、レーザー光の経路をＸ方向（第１方向）に平行にシフトさせる。これにより、被検面上の部分１６１にレーザー光をほぼ垂直に入射させることができるとともに、部分１６１で反射したレーザー光（被検光）を受光部１９０の目標範囲（中央部）に入射させることもできる。

上述したように、第２実施形態の測定装置２０は、被検光１６２の経路を当該経路と直交する第１方向（Ｘ方向）に平行にシフトさせる光学素子（平行平板ガラス１２０）と、光学素子の姿勢を変更する変更部（モーター１２１）とを含む。これにより、被検光１６２を受光部１９０の目標範囲（中央部）に入射させることができ、受光部１９０に含まれる複数の受光素子の間において製造誤差を有している場合であっても、被検面１６０の形状の測定結果に誤差が生じることを抑制することができる。また、第２実施形態の測定装置２０では、第１実施形態の測定装置１０と比較して、被検光１６２が偏光ビームスプリッタを通過する回数が少ないため、被検光１６２の強度が小さくなることを抑制することができる。

上述したように、いずれの実施形態も射出光と被検光との経路を第１方向（Ｘ方向）に平行にシフトさせる平行平板ガラスについて説明したが、第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）に平行にシフトさせてもよい。光を第１方向に平行にシフトさせる場合は、図１および図２のＸＺ平面において平行平板ガラスをＹ軸周りに回転駆動させる。同様に、光を第２方向に平行にシフトさせる場合は、図１および図２に記載された平行平板ガラス１２０と変更部（モーター１２１）とをＺ軸周りに直角に回転させて対物光学系１５０の光軸に配置すればよい。この平行平板ガラスをＸ軸周りに回転駆動させることで光を第２方向に平行にシフトさせることができる。また、この平行平板ガラスを２個設け、光を第１方向と第２方向とに平行にシフトさせてもよい。光を第１方向にシフトさせる第１光学素子と光を第２方向にシフトさせる第２光学素子とを用いることで、光を第１方向および第２方向に平行にシフトさせることができ、被検面１６０の任意の場所の形状を測定することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

Claims

被検面に光を照射し、光が垂直に入射する前記被検面上の部分で反射された被検光と参照光との干渉信号を検出することで、前記被検面の形状を測定する測定装置であって、
前記干渉信号を受光する受光部と、
前記被検光の光路上に配置され、当該光路上での姿勢に応じて前記被検光の経路を当該経路と直交する第１方向に平行にシフトさせる光学素子と、
前記光学素子の姿勢を変更する変更部と、
制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記変更部を制御して前記被検光が前記受光部の目標範囲に入射するように前記光学素子の姿勢を変更し、前記光学素子により前記被検光の経路をシフトさせた量および前記干渉信号に基づいて前記部分の位置を示す位置情報と前記部分の傾きを示す傾斜情報とを決定し、前記位置情報と前記傾斜情報とを用いて前記被検面の形状を測定する、ことを特徴とする測定装置。
前記参照光と前記被検光とを合成する合成部を更に含み、
前記光学素子は、前記合成部と前記受光部との間における前記被検光の光路上に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
前記被検面に光を照射する光源を更に含み、
前記光学素子は、前記光源から射出された射出光が透過する領域と、前記被検光が透過する領域とを含み、前記光学素子の姿勢に応じて前記射出光の経路と前記被検光の経路とを共に前記第１方向に平行にシフトさせる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
前記光学素子において前記射出光が透過する領域と前記被検光が透過する領域とは、共通する部分を含む、ことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
前記制御部は、前記被検光が前記受光部の目標範囲に入射するように、前記被検面の設計データに基づいて前記変更部を制御して前記光学素子の姿勢を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の測定装置。
前記光学素子は、前記被検光が透過する平行平板ガラスを含み、
前記変更部は、前記光学素子の姿勢として前記平行平板ガラスの傾きを変更するモーターを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の測定装置。
前記光学素子は、前記被検光を反射する回転ミラーと、当該回転ミラーで反射された前記被検光が入射する凸レンズとを含み、
前記変更部は、前記光学素子の姿勢として前記回転ミラーの傾きを変更するモーターを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の測定装置。
前記光学素子は、前記被検光の光路を折り曲げるミラーを含み、
前記変更部は、前記光学素子の姿勢として前記ミラーの位置を、前記被検光が当該ミラーに入射する方向に沿って変更するアクチュエータを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の測定装置。
前記光学素子は、コーナーキューブを含み、
前記変更部は、前記光学素子の姿勢として前記コーナーキューブの位置を変更するアクチュエータを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の測定装置。