[发明专利]三维形状测量装置及三维形状测量方法

摘要

一种能够以简单的装置结构实现高速且高精度的测量的三维形状测量装置及三维形状测量方法。该测量方法具有：准备参照用掩码的工序；形成干涉条纹的工序；计算PSI测量数据的工序，使干涉条纹的相位变化而取得至少3个干涉条纹图像，并基于相移法，根据该至少3个干涉条纹图像来计算表示测量对象面的各凹凸图案区域中的相对高度差分的PSI测量数据；使参照用掩码与PSI测量数据拟合，根据测量对象面的每个凹凸图案区域的绝对基准高度信息和相对高度差分，逆计算出该测量对象面的绝对高度值的工序；使计算出的测量对象面的绝对高度值和该测量对象面的曲面形状拟合，求出该近似值作为解析高度值的工序。

主权项

1、一种三维形状测量装置，具有：干涉物镜光学系统，使从具有曲率的凹凸形状的测量对象面反射的测量光和从参照面反射的参照光干涉，形成干涉条纹；垂直驱动机构，在上述测量对象面的法线方向驱动该干涉物镜光学系统；相位变化机构，使上述干涉条纹的相位变化；摄像机构，获得由该相位变化机构改变了相位的干涉条纹图像；以及解析控制机构，根据该摄像机构取得的至少3个干涉条纹图像来解析上述测量对象面的凹凸形状；其特征在于，上述解析控制机构具有：掩码设定机构，生成并保持加入了上述测量对象面的每个凹凸图案区域的绝对基准高度信息的参照用掩码；相移运算机构，基于相移法，根据上述摄像机构取得的至少3个干涉条纹图像，计算表示上述测量对象面的各凹凸图案区域中的相对高度差分的PSI测量数据；修正运算机构，使上述参照用掩码与上述PSI测量数据拟合，根据上述测量对象面的每个凹凸图案区域的绝对基准高度信息及相对高度差分，逆计算出该测量对象面的绝对高度值；近似运算机构，使所算出的上述测量对象面的绝对高度值和该测量对象面的曲面形状拟合，求出该近似值作为解析高度值。