[发明专利]用于测量被检面的形状的装置和用于计算被检面的形状的程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量被检面的形状的装置和用于计算被检面的形状的程序。

背景技术

拼接方法（stitching method）被用于测量具有大的直径的被检物。在拼接方法中，通过使用比被检物小的基准对被检物的部分区域重复形状测量，并且，通过执行计算将通过测量部分区域的形状获得的数据项拼接在一起。

拼接方法可产生两种类型的测量误差。第一种是在部分区域正被测量时被检物的位置由于机械不稳定性而移动时产生的误差。在本说明书中，该误差将被称为设定误差。当存在设定误差时，通过测量部分区域获得的形状数据项包含相互不同的测量误差。第二种是测量系统（光学系统）固有的误差。在本说明书中，该误差被称为系统误差。当存在系统误差时，通过测量部分区域获得的形状数据项包含相同的测量误差。

使用依次拼接方法和同时拼接方法以去除这些误差。对于依次拼接方法，确定基准形状数据项，将基准形状数据项与和基准形状数据项相邻的形状数据项拼接在一起，并且，将拼接后的形状数据项与第二相邻形状数据项拼接在一起。可通过重复该处理将所有的数据项拼接在一起。但是，出现测量误差累积的问题。在同时拼接方法中，形状数据项被拼接在一起以使累积的误差最小化（参见NPL 1、NPL 2和PTL 1）。一般地，据说通过使用同时拼接方法可更精确地测量被检物的形状。

NPL 1公开了用于通过使用方程同时校正设定误差和系统误差的方法。NPL 2公开了当形状数据项相互重叠时使用的拼接方法。PTL 1公开了用于在形状数据项相互重叠时同时校正设定误差和系统误差的方法。

引文列表

非专利文献

NPL 1:Weng W.Chow and George N.Lawrence，″Method for subaperture testing interferogram reduction″，OPTICS LETTERS，U.S.A.，September 1983，Vol.8，No.9，pp.468-470

NPL 2:Masashi Otsubo，Katsuyuki Okada，Jumpei Tsujiuchi，″Measurement of large plane surface shapes by connecting small-aperture interferograms″，OPTICAL ENGINEERING，Japan，SPIE press，February 1994，Vol.33 No.2，pp.608-613

专利文献

PTL 1：U.S.No.6956657

发明内容

技术问题

在NPL 1中使用的方程是在部分区域的形状数据项不相互重叠的情况下获得的，并且，在形状数据项相互重叠的情况下该方程是不可解的。在NPL 2中，求解用于在不考虑系统误差的情况下仅校正设定误差的方程，使得不能校正系统误差。PTL 1没有描述用于拼接的方程，并且重复优化循环以使得累积误差被最小化。一般地，非常难以求解最优化问题。因此，PTL1的技术需要精密和复杂的数据处理，并且，需要长的计算时间。

本发明的一个目的是以相对简单的计算执行拼接。

对于技术问题的解决方案

根据本发明的一个方面，提供了一种测量装置，包括测量被检面的形状的测量单元和通过使用测量单元所获得的测量数据计算被检面的形状的计算单元，其中，测量单元在被检面的一部分中设定多个测量区，并且以所述多个测量区中的每一个与其它测量区中的至少一个形成重叠区域的方式测量被检面的形状，并且，其中，计算单元读取测量单元所获得的测量区中的每一个的测量数据项，将每一测量的测量误差表达为多项式，所述多项式包含具有值依赖于测量区的设定的系数的项和具有值不依赖于测量区的设定的系数的项，通过向重叠区域的测量数据项中的每一个应用最小二乘法，获得关于所述多项式的系数的矩阵方程，将重叠区域的多项式的各项的数据以及测量数据项中的每一个代入所述矩阵方程，由已被代入该数据的所述矩阵方程的奇异值分解计算所述多项式的系数，并且，通过使用被计算出的系数校正测量区的测量数据项中的每一个，并且通过使用已被校正的测量数据项在所述多个测量区中计算被检面的形状。

本发明的有利效果

根据本发明，可以通过相对简单的计算校正测量误差并且执行拼接。

附图说明

图1示出根据一个实施例的被检面的形状的测量装置的结构。

图2是Fizeau干涉计的示意图。