用於測量表面形狀和粗糙度的測量設備及方法

2023-05-24 21:19:36 2

專利名稱：用於測量表面形狀和粗糙度的測量設備及方法
技術領域：
本發明涉及用於測量從檢查對象的表面所反射的反射光的測量設備及方法。
背景技術：
當測量對象物體被照明光照射時，由測量對象物體的表面反射的光有時包含散射光。該散射光沒有相對於光的入射角沿規則的反射方向散射，而是沿各個方向散射。該散 射光是由形成在測量對象物體的表面上的760nm以下的顯微結構產生的。BRDF設備測量散射光。「BRDF」是「雙向反射率分布函數」的縮寫。BRDF是將光的入射角或波長用作變量來返回光的反射角的函數，並且根據預定物質的材料或顯微結構而變化。BRDF主要用於在虛擬空間內表示預定物質的表面狀態或紋理 (texture)。專利文獻1公開了一種BRDF測量設備，其支持包含四種以上顏色成分的多帶。[專利文獻1]日本特開2006_275%5近來不僅對測量對象的表面形狀進行測量的需求增長，而且對形成在測量對象的 表面上的顯微結構進行測量的需求增長。傳統的BRDF設備可以對測量對象物體的表面的 BRDF進行測量，但並未提出對測量對象的表面形狀進行測量。

發明內容
考慮到上述問題而做出了本發明，並且本發明的目的在於提取與檢查對象的表面 形狀和在該表面上的顯微結構相關的信息。根據本發明的第一方面，提供了一種測量設備，包括照明光設置單元，用於設置 具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相對應的光學特性的照明光；測量 單元，用於測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及提取單元，用於從所 測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對象的表面上的顯微 結構相關的信息。根據本發明的第二方面，提供了一種測量設備，包括照明光設置單元，用於設置 具有與測量對象的測量要求相對應的波長的照明光；測量單元，用於測量當所述照明光與 所述測量對象之間的相對位置是第一相對位置並且利用所述照明光照射所述測量對象時 的第一反射光，以及測量當所述照明光與所述測量對象之間的相對位置是第二相對位置並 且利用所述照明光照射所述測量對象時的第二反射光；以及提取單元，用於從所測量到的 所述第一反射光和所述第二反射光，提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對 象的表面上的顯微結構相關的信息。根據本發明的第三方面，提供了一種測量方法，包括照明光設置步驟，用於使照 明光設置單元設置具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相對應的光學 特性的照明光；測量步驟，用於使測量單元測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的 反射光；以及提取步驟，用於使提取單元從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
根據本發明的第四方面，提供了一種程序，用於使計算機用作照明光設置單元， 用於設置具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相對應的光學特性的照 明光；測量單元，用於測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及提取單 元，用於從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對象的表 面上的顯微結構相關的信息。通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發明的其他特徵將變得清楚。


圖1是示出根據第一實施例的測量設備的配置的框圖；圖2A和圖2B是示出測量對象物體的表面結構的圖；圖3A和圖3B是示出照明光的波長與反射光的散射之間的關係的圖；圖4是示出具有兩種在不同振動方向上的波的照明光的圖；圖5A至圖5D是示出與照明光的方向性相對應的反射的圖；圖6是示出根據第一實施例的測量設備的處理序列的流程圖；圖7是示出當用照明光照射測量對象物體時的反射光的圖；圖8是示出用於基於測量對象物體的表面的傾斜度來計算測量對象物體的結構 的方法的圖；圖9是示出由反射光測量單元拍攝到的圖像的圖；圖10是示出具有對於測量對象物體而言足夠大的攝像面的反射光測量單元的 圖；圖11是示出幾何光學成分的反射光與波動光學成分的反射光的比率的圖；圖12是示出根據第二實施例的測量設備的配置的框圖；圖13是示出根據第二實施例的測量設備的處理序列的流程圖；圖14A至圖14E是示出在固定反射光測量單元的位置時改變照明單元的位置的情 況的圖；圖15是示出在固定照明單元的位置時改變反射光測量單元的位置的情況的圖；圖16是示出在固定照明單元的位置時改變反射光測量單元的位置的情況的圖；圖17是示出利用具有滿足測量基準的方向性的照明光得到的測量結果的圖；以 及圖18是示出利用具有不滿足測量基準的方向性的照明光得到的測量結果的圖。
具體實施例方式現在將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。第一實施例以下，將參考附圖描述本發明的第一實施例。圖1是示出根據該實施例的測量設備的配置的框圖。測量對象物體101是要通過該實施例的測量設備測量的測量對象。例如，測量對象物體101是要布置在複印機等中的充電輥、或者要安裝至照相機的透鏡。這些產品可能由於表面上的缺陷而性能變低，並因此需要表面測量。照明單元102對測量對象目標101進行照明。照明單元102中所包括的光照射單元103用光照射測量對象物體101。例如，光照 射單元103具有電燈泡、滷素燈或燈泡形狀的電子閃光燈Xe管。光學特性設置單元104設置要由光照射單元103發射的照明光的光學特性。基於用戶的測量請求和測量對象物體101的表面上的顯微結構來設置光學特性。該光學特性與 對測量對象物體101進行測量時所必需的測量精度相對應。在該實施例中，該光學特性包 括光的波長、光的偏光性和光的方向性。將說明測量對象物體的測量精度與照明光的光學 特性之間的關係。首先，將描述作為光學特性之一的光的波長。圖2A和圖2B是示出測量對象物體101的表面結構的圖。圖2A示出具有比照明 光的波長更大的數量級(order of magnitude)的檢查對象的表面結構。如圖2A所示，檢 查對象的表面通常具有大的三維圖案。圖2A所示的三維圖案為十幾ym到幾十μ m。如果 反射面的三維圖案的大小几乎等於光的波長，則反射光的波長的屬性變得明顯，從而觀察 到散射光。然而，由於光的波長僅為幾百nm，所以圖2A所示的三維圖案沒有顯著地影響反 射光的散射。圖2B示出具有與照明光的波長几乎相同的數量級的檢查對象的表面結構。圖2B 中的三維圖案表示圖2A所示的表面結構的一部分201的放大圖。圖2B所示的三維圖案與 幾百nm的、幾乎等於光的波長的顯微結構相對應。因此，來自圖2B所示的三維圖案的反射 光是散射光。圖3A和圖3B是示出照明光的波長與反射光的散射之間的關係的圖。圖3A示出 反射光的幾何光學成分。反射光的幾何光學成分表示由測量對象物體101的十幾μπι到幾 十Pm的結構生成的反射光成分。這是因為可以通過幾何光學解釋測量對象物體101上的 光學現象。如圖3Α所示，反射光的幾何光學成分規則地反射。圖3Β示出反射光的波動光學成分。反射光的波動光學成分表示由測量對象物體 101的幾百nm的結構生成的反射光成分。這是因為可以通過波動光學解釋測量對象物體 101上的光學現象。如圖3B所示，反射光的波動光學成分歸因於測量對象物體101的幾百 nm的結構，並且主要沿除了規則反射方向以外的方向反射。如上所述，來自測量對象物體101的反射光根據照明光的波長與測量對象物體 101的表面結構之間的關係而變化。因此，光學特性設置單元104設置包含與測量精度相對 應的波長的照明光。接下來，將描述光學特性中的光的偏光性。光的偏光性表示光波振動方向的規則 性。圖4是示出具有兩種在不同振動方向上的波的照明光的圖。χ軸表示光照射方向。xy波401是在圖4所示的χ-y平面上振動的照明光波。xz波402是在圖4所示 的x-z平面上振動的照明光波。照明光有時包含在除了 χ-y平面和x-z平面以外的平面上 振動的照明光波。實際的照明光包含多個種類的波。反射光的強度分布可以根據所包含的 波的類型而變化。因此，光學特性設置單元104設置具有與測量精度相對應的偏光性的照 明光。
最後，將描述光學特性中的光的方向性。光的方向性表示從光照射單元103發射 的光的擴展程度。隨著方向性提高，獲得了接近平行光的光。圖5A至圖5D是示出與照明光的方向性相對應的反射的圖。圖5A示出利用具有高方向性的照明光照射測量對象物體的情況。照明光501具 有高方向性。照明光501照到測量對象物體101上的點502。當照明光的方向性高時，從光 源向點502所發射的照明光501幾乎沒有沿其他方向漫射。由於這個原因，照射點502的 照明光501的光量在這個方向上大。在規則方向上的反射光503光量也大。圖5C示出測 量位置與反射光量之間的關係。圖5B示出利用具有低方向性的照明光照射測量對象物體的情況。照明光504具 有低方向性。照明光504照到測量對象物體101上的點505。當照明光的方向性低時，由光 源向點505發射的照明光504沿其他方向漫射。由於這個原因，照射點505的照明光504 包含大量來自其他方向的光，並且反射光506也漫射。圖5D示出測量位置與反射光量之間 的關係。因此，光學特性設置單元104設置具有與測量對象物體101的結構相對應的方向 性的照明光。以上已描述了通過光學特性設置單元104進行的光學特性設置。反射光測量單元105測量來自測量對象物體101的反射光。例如，反射光測量單 元105包括用於檢測來自測量對象物體101的反射光的光學傳感器。反射光提取單元106從由反射光測量單元105測量到的反射光，提取與由測量對 象物體101的表面形狀生成的反射光相關的信息和與由該表面上的顯微結構的散射特性 生成的反射光相關的信息。例如，反射光提取單元106包括GPU(圖形處理單元)和VRAM(視 頻RAM)。GPU分析由反射光測量單元105測量到的且存儲在VRAM中的反射光的數據。作 為分析的結果，反射光提取單元106提取由表面結構生成的反射光數據和由散射特性生成 的反射光數據。下文將描述提取每個反射光數據的方法。輸出單元107輸出反射光提取單元106的提取結果。輸出單元107具有印表機或 顯示提取結果的監視器。記錄單元108記錄反射光提取單元106的提取結果。記錄單元108包括記錄提取 結果的數據的硬碟或快閃記憶體等。控制單元109控制照明單元102、反射光測量單元105、反射光提取單元106、輸出 單元107和記錄單元108的操作。控制單元109包括存儲各種控制程序的CPU、RAM和ROM。ROM中所存儲的各種程序包括用於控制要由照明單元102發射的照明光的控制程 序以及用於控制反射光測量單元105的控制程序。各種程序還可以包括用於控制反射光提取單元106的控制程序、用於控制輸出單 元107的控制程序、和用於控制記錄單元108的控制程序。以上已描述了根據該實施例的 測量設備的配置。圖1所示的配置可以用例如通用個人計算機來部分地替代。圖6是示出根據該實施例的測量設備的處理序列的流程圖。將參考圖6描述該實 施例的處理序列。(步驟S601)控制單元109用作照明光設置單元，並且照明單元102設置照射測量 對象物體101所應該利用的照明光的光學特性。設置包括上述照明光的波長、偏光性和方 向性的光學特性。基於預先設置的測量精度來設置光學特性。例如，為了測量在測量對象 物體101的表面上的顯微結構，設置光學特性以利用包含許多短波長的照明光照射測量對象物體。如果需要高測量精度，則將照明光的偏光性和方向性設置為高。可以基於從指示 單元(未示出)輸入的用戶指示來適當地設置照明光的光學特性。(步驟S602)照明單元102利用照明光照射測量對象物體101。照射測量對象物 體所利用的照明光具有步驟S601中所設置的光學特性。控制單元109控制照明單元102 的照射定時。(步驟S603)控制單元109使反射光測量單元105測量來自測量對象物體101的 反射光。(步驟S604)反射光提取單元106用作提取與測量對象物體101的表面形狀相關 的信息的提取單元。此處所提取的測量對象物體101的表面形狀是數量級比照明光的波長 大得多的結構。下文將描述用於提取測量對象物體101的表面形狀的具體方法。(步驟S605)反射光提取單元106用作從反射光提取測量對象物體101的表面的 BRDF的提取單元。下文將描述提取BRDF的具體方法。(步驟S606)在控制單元109的控制下，輸出單元107和記錄單元108分別輸出和 記錄測量對象物體101的結構和BRDF提取結果。記錄單元108將測量對象物體101的結 構和BRDF提取結果作為數字數據存儲在例如硬碟或快閃記憶體中。輸出單元107將測量對象物 體101的結構和BRDF提取結果顯示在例如監視器上。用於提取測量對象物體的表面形狀的方法以下將描述步驟S 604中用於提取測量對象物體101的表面形狀的方法。反射光 的數據用於進行提取。圖7是示出當用照明光照射測量對象物體101時的反射光的圖。圖7中的照明光是由照明單元102所發射的平行光。圖7中的反射光是由數量級 比照明光的波長大得多的結構所生成的。例如，對應於入射光701的反射光是反射光702。 類似地，反射光706對應於入射光705，並且反射光708對應於入射光707。入射光701的入射角和反射角為θ ia。入射光703的入射角和反射角為θ ib。 入射光705的入射角和反射角為9ic。入射光707的入射角和反射角為θ id。入射角與 反射角的總和表示入射光與反射光之間的相對角。在該實施例中，為了計算測量對象物體 101的結構，首先，計算測量對象物體101上照明光的相對角。根據該相對角計算測量對象 物體101的表面上的每個點處的傾斜度，從而計算測量對象物體101的結構。圖8是示出用於基於測量對象物體101的表面上的每個點處的傾斜度來計算測量 對象物體101的結構的方法的圖。從圖8可知，當測量對象物體101的傾斜度801具有正 值時，測量對象物體101的高度802增大。當測量對象物體101的傾斜度801具有負值時， 結果相反。使用圖8所示的關係可以基於測量對象物體101的表面上的每個點處的傾斜度 來計算測量對象物體101的結構。為了計算入射光與反射光的相對角，僅需要知道入射光的方向和反射光的方向。 作為計算方法，例如，根據入射光的方向矢量與反射光的方向矢量的內積來計算該相對角。 可以根據照明單元102的位置和姿態獲得入射光的方向。接下來將說明用於計算反射光的 方向的方法。圖9是示出由在圖7的ζ軸方向上布置在上側的反射光測量單元105所拍攝到的 圖像的圖。反射光測量單元105具有對於測量對象物體101而言足夠大的攝像面，並且可以一次拍攝圖7所示的測量對象物體101的整個表面。圖10是示出具有對於測量對象物體101而言足夠大的攝像面的反射光測量單元 105的示例的圖。如圖10所示，對測量對象物體101布置圓弧形的反射光測量單元105，從 而測量來自測量位置1001至1004中的每個測量位置的反射光。該反射光包含幾何光學成 分和波動光學成分。圖11是示出反射光中所包含的幾何光學成分與波動光學成分之比的圖。如圖11所示，隨著越接近於規則反射方向上的測量位置1004，反射光的幾何光學成分變得越顯著。 另外，隨著越接近於規則反射方向上的測量位置1004，亮度值增大。歸因於幾何光學成分的反射光302在所拍攝到的圖像901上的位置是反射光測量單元105和規則反射光相交的位置。因此，可以通過檢測歸因於幾何光學成分的反射光302 的位置，來根據反射光測量單元105的位置和姿態計算反射光的方向。可利用各種方法來 從所拍攝到的圖像901提取歸因於幾何光學成分的反射光302的位置。例如，通過圖像處理 計算所拍攝到的圖像901中的亮度值分布，並且提取亮度值等於或大於預定值的區域。與 在其他區域中相比，規則反射光的區域應該具有更高的亮度。因此，可以將亮度值等於或大 於預定值的區域認為是歸因於幾何光學成分的反射光302的位置。可以通過用實驗方法測 量來自測量對象物體101的反射光來設置此處所使用的預定值。為了更精確地計算歸因於幾何光學成分的反射光的位置，可以計算亮度值大於或 等於預定值的區域的重心。將該重心的位置定義為反射光302的位置。可以通過上述處理 計算反射光302的位置，來計算反射光的方向。作為另一種用於計算反射光的方向的方法，移動反射光測量單元105。在這種方法中，移動單元(未示出)將反射光測量單元105移動至可以測量到具 有最大亮度值的反射光的位置和姿態。已提出了用於將反射光測量單元105移動至可以測 量到具有最大亮度值的反射光的位置和姿態的各種方法，並且將省略對其的描述。亮度值應該在規則反射光和反射光測量單元105相交的位置處為最大。因此，可 以測量到具有最大亮度值的反射光的位置是規則反射光和反射光測量單元105相交的位 置。類似於上述方法，可以通過計算規則反射光和反射光測量單元105相交的位置來計算 反射光的方向。當移動反射光測量單元105的位置和姿態時，不需要使反射光測量單元105 的攝像面大。也可使用諸如普通照相機的圖像傳感裝置。以上已描述了根據該實施例的用 於計算測量對象物體的結構的方法。BR DF提取方法接下來將描述在步驟S605中提取BRDF作為與顯微結構相關的信息的方法。與計 算測量對象物體的結構一樣，將使用圖9中的所拍攝到的圖像901來說明該方法。從圖9可 知，歸因于波動光學成分的反射光304出現在歸因於幾何光學成分的反射光302周圍。儘管 歸因于波動光學成分的反射光304的亮度低於歸因於幾何光學成分的反射光302的亮度， 但是與其他區域中相比，反射光304的區域還應該具有更高的亮度。因此，可以通過提取具 有預定亮度值以上的區域來從所拍攝到的圖像901提取歸因于波動光學成分的區域。與歸 因於幾何光學成分的反射光302 —樣，可以通過用實驗方法測量來自測量對象物體101的 反射光，來設置此處所使用的預定值。可以基於所提取的區域、照明光的入射角、以及反射 光測量單元105的位置和姿態，計算測量對象物體101的BRDF。在該實施例中，計算BRDF，作為表示測量對象物體101的散射特性的函數。然而，可以根據測量的目的計算任何其他 散射特性。在通過移動反射光測量單元105計算反射光的方向時也可應用上述的BRDF提取 方法。可以通過在可以測量到具有最高亮度的反射光的位置和姿態處的反射光測量單元 105所拍攝到的圖像上提取亮度值等於或大於預定值的區域，類似地提取波動光學成分的 區域。以上已描述了根據該實施例的BRDF提取方法。如上所述，可以通過用具有適當光學特性的照明光照射測量對象物體並測量反射 光，來獲得與表面形狀和形成在該表面上的顯微結構相關的信息。如上所述，還可以通過基於在反射光測量單元105的第一相對位置處的第一反射 光與在第二相對位置處的第二反射光之間的差異信息進行提取處理，來減小反射光測量單 元105的尺寸。第二實施例以下將參考附圖描述第二實施例。第二實施例與第一實施例的不同之處在於進行 了反饋控制。圖12示出根據該實施例的設備。該設備配置幾乎與第一實施例的圖1中的配置 相同。以下將描述不同點。相對位置改變單元1201是改變照明單元102或反射光測量單元105的位置的改 變單元。相對位置改變單元1201具有諸如電動機的驅動單元，並移動照明單元102或反射 光測量單元105。控制單元109連接至相對位置改變單元1201以控制其驅動。控制單元109的ROM 還存儲用於控制相對位置改變單元1201的驅動的驅動程序。反射光提取單元106連接至光學特性設置單元104以根據提取結果改變光學特性 設置單元104的設置。接下來將描述根據該實施例的處理序列。圖13示出該實施例的處理序列。在步驟S1301至S1306中，執行與第一實施例中圖6的步驟S601至S606中的處理 相同的處理。以下將描述與第一實施例的處理不同的步驟S1307至S1311中的處理。(步 驟S1307)在步驟1307中，相對位置改變單元1201改變照明單元102或反射光測量單元 105的相對位置。為了計算測量對象物體101的結構，需要將反射光測量單元105和照明單 元102設置於可以測量到規則反射光的相對位置。以下將說明相對位置改變的例子。圖14A至圖14E是示出在固定反射光測量單元105時改變照明單元102的位置的 情況的圖。如圖14A至14D所示，不同地改變照明單元102的位置，並且反射光測量單元 105測量反射光。圖14E示出測量結果。當在圖14E中反射亮度最高時，可以認為反射光 測量單元105測量到規則反射光。因此，可以基於圖14E所示的關係設置反射光測量單元 105與照明單元102的相對位置，其中在該相對位置處，能夠測量到規則反射光。圖15是示出在固定照明單元102的位置時改變反射光測量單元105的位置的情 況的圖。如在圖15的上側所示，以圍繞測量對象物體101的圓弧圖案的形式移動反射光測 量單元105。以圓弧圖案的形式移動反射光測量單元105使得在不同角度與測量對象物體 101等距離地測量反射光。與非等距離測量相比，通過等距離地測量反射光，還可以提高測量精度。與位置1501至1504相對應的圖15015至15045中的每個圖示出反射亮度與測量反射光的測量位置之間的對應關係。如上所述，如果測量到規則反射光，則反射亮度應該 高。可以將位置1503作為測量到規則反射光處的相對位置。因此，可以設置相對位置。圖16是示出在固定照明單元102的位置時改變反射光測量單元105的位置的情況的圖，與圖15中一樣。在圖16中，不同於圖15，相對於測量對象物體101平移反射光測 量單元105。該平移使得容易地控制相對位置改變單元1201，並且還簡化設備配置。與位 置1601至1604相對應的圖16015至16045中的每個圖示出相對位置與反射亮度之間的對 應關係。如圖16所示，可以將反射亮度高的相對位置1603作為測量到規則反射光的相對 位置。因此，可以設置相對位置。以上已描述改變照明單元102或反射光測量單元105的相對位置的例子。當改變該相對位置時，處理進入步驟S1308。(步驟1308)控制單元109用作判斷反射光測量單元105的相對位置是否充分滿 足測量基準的位置改變判斷單元。作為判斷方法，例如，如果在步驟S1307中所設置的相 對位置處所測量到的亮度值等於或小於預定值，則細微地重新設置通過相對位置改變單元 1201進行的相對位置改變的解析度，並且處理返回到步驟S1308。如果在步驟S1307中所 設置的相對位置處充分滿足測量基準，則處理進入步驟S1309。(步驟S1309)控制單元109用作判斷在步驟S1301中所設置的光學特性是否充分滿足測量基準的判斷單元。可以例如基於反射亮度值是否等於或大於預定值來進行判斷。 這裡將作為光學特性之一的方向性作為例子來描述。圖17是示出利用具有滿足測量基準的方向性的照明光所得到的測量結果的圖。從1701、1702和1703可知，當照明光具有足夠高的方向性，並且將照明單元102 和反射光測量單元105設置在可以測量到規則反射光的相對位置處時，反射亮度高。因此， 類似於第一實施例中圖8所示的方法，可以基於照明單元102與反射光測量單元105之間 的相對位置來使用圖1704精確地計算測量對象物體101的結構。圖18是示出利用具有不滿足測量基準的方向性的照明光所得到的測量結果的圖。從1801至1803可知，如果照明光不具有足夠高的方向性，則即使當將照明單元102 和反射光測量單元105設置在可以測量到規則反射光的相對位置處時，反射亮度也不會太 高。因此，如1804所示，不能精確地計算測量對象物體101的結構。從圖17和圖18可知，可以通過判斷反射亮度值是否等於或大於預定值來判斷光學特性設置是否充分。如果通過上述處理判斷出光學特性設置不充分，則處理進入步驟S1310。如果判斷出光學特性設置充分，則處理進入步驟S1034和步驟S1305。(步驟S1310)反射光提取單元106或控制單元109用作計算要設置的光學特性的光學特性計算單元。例如，如果在步驟S1309中計算出的反射亮度值為低，則提高作為光學 特性之一的方向性。(步驟S1311)反射光提取單元106或控制單元109用作改變由光學特性設置單元104所設置的光學特性的光學特性改變單元。在進行改變之後，處理返回至步驟S1302。以上已描述根據該實施例的處理序列。如上所述，在步驟S1307和步驟S1308中以及在步驟S1309至S1311中進行反饋處理，從而自動且精確地計算測量對象物體101的結構和散射特性。儘管參考典型實施例說明了本發明，但是應該理解，本發明不限於所公開的典型 實施例。所附權利要求書的範圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結構和功能。本申請要求於2007年8月24日提交的日本專利申請2007-218382的優先權，其 全部內容通過引用而包含於此。
權利要求
一種測量設備，包括照明光設置單元，用於設置具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相對應的光學特性的照明光；測量單元，用於測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及提取單元，用於從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
2.根據權利要求1所述的測量設備，其特徵在於，所述光學特性是所述照明光的波長、 偏光性和方向性中的任一個。
3.根據權利要求1所述的測量設備，其特徵在於，還包括相對位置改變單元，所述相對 位置改變單元用於改變所述照明光與所述測量對象之間的相對位置。
4.根據權利要求3所述的測量設備，其特徵在於，所述相對位置改變單元將所述照明光與所述測量對象之間的相對位置從第一相對位 置改變為第二相對位置，以及所述提取單元從所述第一相對位置處的反射光與所述第二相對位置處的反射光之間 的差異信息，提取與所述測量對象的表面形狀相關的信息。
5 .根據權利要求1所述的測量設備，其特徵在於，所述照明光設置單元設置具有基於 用戶指示的光學特性的照明光。
6.根據權利要求1所述的測量設備，其特徵在於，還包括光學特性改變單元，所述光學 特性改變單元用於基於所測量到的反射光來改變所述照明光的光學特性。
7.一種測量設備，包括照明光設置單元，用於設置具有與測量對象的測量要求相對應的波長的照明光； 測量單元，用於測量當所述照明光與所述測量對象之間的相對位置是第一相對位置並 且利用所述照明光照射所述測量對象時的第一反射光，以及測量當所述照明光與所述測量 對象之間的相對位置是第二相對位置並且利用所述照明光照射所述測量對象時的第二反 射光；以及提取單元，用於從所測量到的所述第一反射光和所述第二反射光，提取與所述測量對 象的表面形狀和形成在所述測量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
8.一種測量方法，包括照明光設置步驟，用於使照明光設置單元設置具有與形成在測量對象的表面上並且要 測量的顯微結構相對應的光學特性的照明光；測量步驟，用於使測量單元測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及 提取步驟，用於使提取單元從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形 成在所述測量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
9.一種程序，用於使計算機用作照明光設置單元，用於設置具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相 對應的光學特性的照明光；測量單元，用於測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及 提取單元，用於從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測 量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
全文摘要
一種測量設備包括照明光設置單元，用於設置具有與形成在測量對象的表面上並且要測量的顯微結構相對應的光學特性的照明光；測量單元，用於測量當利用所述照明光照射所述測量對象時的反射光；以及提取單元，用於從所測量到的反射光提取與所述測量對象的表面形狀和形成在所述測量對象的表面上的顯微結構相關的信息。
文檔編號G01B11/30GK101802544SQ20088010425
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月14日 優先權日2007年8月24日
發明者吉川博志, 太田和之, 奧富一則, 御手洗裕輔, 新畠弘之, 瀧本將史, 真繼優和, 齊藤謙治 申請人:佳能株式會社