紋的記錄。
[0049] 這里，在圖4示出使用與本實施例的構成相同的雙光束干涉儀來實際進行的實驗 結果。在上述實驗中，作為上述樣品40,預先放置對于光軸給予規(guī)定的傾斜角的平面鏡42， 使上述參照平面7的傾斜角變化，調查此時得到的上述參照平面7的傾斜角與上述干涉對 比度C的關系。實驗結果，確認了在作為樣品放置的上述平面鏡42的傾斜角與上述參照平 面7的傾斜角相等時，上述干涉對比度C最大。另外，在本實驗中，作為與本實施例的結構 不同的點，上述像面光圈9能夠裝卸，或取而代之放置CCD照相機，或能夠觀察在使上述干 涉光束33在上述成像透鏡8成像時能夠成的像。其結果，可知上述平面鏡42與上述參照 平面7的傾斜角不同時，在由上述CCD照相機獲取到的圖像上出現明暗的干涉紋，隨著上述 傾斜角的差變小而上述干涉紋的間隔變寬，若上述傾斜角相等而差消失，則觀測不到上述 干涉紋。通過上述兩個實驗結果，可知若上述平面鏡42和上述參照平面7的傾斜角相等， 則上述像面光圈9的整個區(qū)域，光程差相等而觀測不到明暗的干涉紋，若使上述平面鏡42 沿光軸方向移動，則通過上述區(qū)域內的光束的相位全體均勻地變化，所以上述干涉對比度C 最大。雖然需要考慮上述樣品40的表面形狀一般是非平面，但是在光學顯微鏡下微視的上 述照明區(qū)域41中的上述表面形狀能夠足夠近似地視為平面，所以根據上述實驗結果，可知 上述樣品40上的上述照明區(qū)域41中的局部微小平面的傾斜角能夠通過檢測上述干涉對比 度C最大時的上述參照平面7的傾斜角來測量。另外，即使上述平面鏡42的傾斜角變大， 也與此對應地相同地使上述參照平面7的傾斜角變大，從而能夠將通過上述區(qū)域內的光束 的相位相同地對齊，能夠確保干涉對比度。
[0050] 再次返回到圖3的動作流程。在本實施例中，在Step 16中，檢測上述干涉對比度C 成為最大的（0x，0y)的組。為了高精度地得到成為解的（0x，0y)的組，而需要在Step 14以及Step 15中，使擺動0 x ? 0 y時的刻度十分小，但另一方面，如根據圖4所示，只示出 上述干涉對比度C在其極大點附近相對于0 x ? 0 y的變化非常緩慢的變化，若上述干涉對 比度C的測定結果由于干擾的重疊而波動，則導致較大的誤差。因此，在本發(fā)明中，在Step 16中，對于在Step5至Step15擺動而得到的多個干涉對比度C的數值，將與頂點位置對 應的（QX，0 y)的值作為未知數通過最小平方法擬合規(guī)定的擬合函數F( 0X，0 y)，作為最 適合的結果將得到的（9 x，9 y)的組作為解。此時求出的（9 x，9 y)的組為搭載在上述 樣品移動工作臺11上的上述樣品40上的上述照明區(qū)域41中的局部微小平面的X - Y的 兩軸方向的傾斜角的測定值。為了針對上述樣品40上的整個面而求得傾斜角，而如Step1 至Step18所示，使上述樣品移動工作臺11沿X - Y方向移動，并反復進行Step5至Step 16所示的處理。這樣一來，在本實施例中，在上述樣品40上的整個面中，能夠測定傾斜角分 布（0 X，9 y)〇
[0051] 這里，上述樣品移動工作臺11上搭載的上述樣品40上的上述照明區(qū)域41中的局 部微小平面的X - Y的兩軸方向的傾斜角（0 X，0 y)為上述局部平面位置的樣品面Z = F(X，Y)的微分值。艮P，
[0052]
[0053] 因此，通過給予合適的初始值，來在X - Y的二維平面上對（0 X，0 y)進行積分， 從而能夠反過來再構建Z = F(X，Y)的分布。在本實施例中，也具備通過該積分轉換來換算 成Z高度的傾斜角?高度換算功能51，能夠根據上述測定出的傾斜角（0 X，0 y)的分布求 出高度分布Z = F(X，Y)。
[0054] 這樣一來，在本實施例中，能夠使用光來非破壞、非接觸、高精度、寬傾斜角動態(tài)范 圍地對任意的被檢查物體的表面形狀測量高度分布以及傾斜角分布。
[0055]〈第二實施方式〉
[0056] 參照作為其結構圖的圖5對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。
[0057] 本實施例在上述第一實施方式之外，通過附加測定上述樣品40上的上述照明區(qū) 域41中的局部微小平面的高度Z的機構，而能夠評價樣品移動工作臺的上下變動特性。如 上述那樣在上述第一實施方式中，能夠通過直接測定傾斜角（9 x，0y)的分布來計算高度 分布Z = F(X，Y)，但是在本實施例中，除此以外還具有使用雙光束干涉儀直接測定高度分 布Z = F(X，Y)的功能。這里，將光學地直接測定出的高度分布作為Zl = F1(X，Y)，將通過 對傾斜角分布進行積分而計算出的高度分布作為Z2 = F2(X，Y)來區(qū)別。在Z1中，不僅上 述樣品40的高度信息，在為了使測定位置移動而驅動上述樣品移動工作臺11時，也包含上 述工作臺面的不必要的上下高度變動作為誤差。另一方面，在上述工作臺面隨著驅動而上 下時，如果角度方向的變動十分小，則傾斜角測定幾乎受不到該影響，所以Z2的一方沒有 誤差。因此，通過計算Z1 - Z2的差，能夠評價上述樣品移動工作臺11的高度變動特性。因 此，在本實施例中，在上述計算機21中，除了傾斜角測定功能50以及傾斜角?高度換算功 能51以外，還設置高度測定功能52和高度差檢測功能53。其他的結構與第一實施方式相 同。
[0058] 在如以上那樣構成的本實施方式中，在第一實施方式得到的效果以外，還能夠評 價樣品移動工作臺的上下變動特性。
[0059] 符號的說明
[0060] 1:光源，2:照明光學系統(tǒng)，3:雙光束干涉儀，4:分束器，5:樣品側物鏡，6 :參照側 物鏡，7 :參照平面，8 :成像透鏡，9 :像面光圈，10 :光檢測器，11 :樣品移動工作臺，12 :X - Y 驅動?控制部，13、16、17 :壓電元件，14 :Z軸控制部，15 :兩軸傾斜機構，18 :傾斜角控制部， 20 :A/D轉換器，21 :計算機，30 :平行光束，31 :樣品側反射光束，32 :參照側反射光束，33 : 干涉光束，34 :干涉光強度信號，35 :干涉條紋，40 :樣品，41 :照明區(qū)域，50 :傾斜角測定功 能，51 :傾斜角?高度換算功能，52 :高度測定功能，53 :高度差檢測功能。
【主權項】
1. 一種表面形狀測量方法，通過使被檢查面和參照面對比來在被檢查面上的任意位置 測定上述被檢查面的表面高度和表面方向雙方，上述表面形狀測量方法的特征在于， 構成為，上述表面高度以及表面方向均不需要根據上述被檢查面上的兩個以上的位置 的測定數據進行計算，而是通過使與上述被檢查面對比的參照面變化，從而僅由上述被檢 查面上的一個位置的測定數據就能夠決定。2. -種表面形狀測量方法，將從連續(xù)或者離散地具有規(guī)定的波長帶寬的光源或者發(fā)出 單色光的光源發(fā)出的照明光束分割成兩束并入射至被檢查面和參照面，且利用干涉儀使來 自上述被檢查面的反射光束和來自上述參照面的反射光束干涉來測量上述被檢查面的表 面形狀，上述表面形狀測量方法的特征在于， 構成為，能夠使上述參照面上的上述照明光束入射位置的表面方向變化，并能夠在上 述被檢查面上的一個或者多個位置測定上述被檢查面的局部表面方向。3. 根據權利要求2所述的表面形狀測量方法，其特征在于， 構成為，在上述參照面使用平面鏡，并使上述參照面的表面方向能夠向相互正交且