検出装置
【課題】合焦精度の低下を軽減する。
【解決手段】ラインピクセルにより受光される光量データが飽和したとき、ラインピクセルの略中央のピクセルである合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセルを決定し（Ｓ１１）、決定したピークピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を取得し（Ｓ１２）、取得したＺ軸カウンタ値を直線補間して、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を推定し（Ｓ１３）、推定された合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値に基づいて、対象物２の面位置を検出する（Ｓ１４）ので、受光される光量が飽和したときでも、合焦精度の低下を軽減することができる。本発明は、例えば、対象物の断面形状を測定する測定装置に用いられる位置検出装置に適用することができる。
【解決手段】ラインピクセルにより受光される光量データが飽和したとき、ラインピクセルの略中央のピクセルである合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセルを決定し（Ｓ１１）、決定したピークピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を取得し（Ｓ１２）、取得したＺ軸カウンタ値を直線補間して、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を推定し（Ｓ１３）、推定された合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値に基づいて、対象物２の面位置を検出する（Ｓ１４）ので、受光される光量が飽和したときでも、合焦精度の低下を軽減することができる。本発明は、例えば、対象物の断面形状を測定する測定装置に用いられる位置検出装置に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対象物の表面を走査しながら、垂直方向の変位位置をサンプリングすることにより、対象物の表面の断面形状を検出する測定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の測定装置においては、対象物に光を照明すると、対象物の表面と光学系との相対的距離の変化により光の受光位置が偏位するので、これを受光素子で受光して、電気的に信号処理を行うことにより、合焦位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
合焦位置の検出を行う場合、非合焦位置から合焦位置に近づくにつれて、受光素子の受光面に集光される単位面積当たりの光量が大きくなるため、合焦位置近傍では光束の集光に伴い単位面積当たりの光量が過大となって飽和する場合がある。特に、合焦位置の検出にラインセンサを用いる場合、ラインセンサは、１受光素子の面積が小さいため、その影響は顕著なものとなる。
【０００６】
飽和光量になると、そのデータは無効となるため、このような無効データが合焦位置で発生した場合には、合焦精度に影響が及ぶこととなる。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、受光素子で受光される光量が飽和したときに得られるデータが、合焦精度に及ぼす影響を軽減するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の検出装置は、対象物を照明する照明手段と、前記対象物からの反射光を集光して、前記対象物の光点像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により集光された前記対象物の光点像の合焦状態を検出する光検出手段と、前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記対象物の面位置を検出する位置検出手段とを備え、前記位置検出手段は、前記光検出手段により検出される前記光点像の光量が飽和した場合、前記光検出手段による検出結果を補間することにより、前記対象物の面位置を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合焦精度の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した面位置検出装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】センサユニットの構成を示す図である。
【図３】ラインセンサで検出される光量データの例を示す図である。
【図４】受光される光量が飽和した場合におけるデータ処理について説明するフローチャートである。
【図５】レーザスポットの受光位置と光量プロファイルとの関係を示す図である。
【図６】ピークピクセルの演算方法の例を示す図である。
【図７】直線補間による合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値の推定方法を示す図である。
【図８】レーザ光の光量と、ラインセンサ上における合焦ピクセルからのずれ量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した面位置検出装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００１３】
面位置検出装置１は、センサユニット１１、対物レンズ１２、撮像装置１３、対象物２を載置するステージ１４、センサユニット１１の移動量を検出するエンコーダ１５、及び制御部１６を有している。センサユニット１１、対物レンズ１２、及び撮像装置１３は、不図示の駆動機構を介して支柱１７に取り付けられており、エンコーダ１５で検出した移動量から対象物２との相対位置を求めることができる。
【００１４】
図２は、センサユニット１１の構成を示す図である。センサユニット１１は、レーザ照明部２１、遮蔽板２２、ナイフエッジ２３、光学レンズ２４、ダイクロイックミラー２５、及びラインセンサ２６から構成される。また、図２において、図１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、対物レンズ１２、撮像装置１３、及び制御部１６は、図１の構成に対応している。
【００１５】
レーザ照明部２１から出射されたレーザ光は、遮蔽板２２により円形の光束の半分（図中左半分の領域）が遮蔽され、その半円状の断面を持つ光束からなるレーザ光が、ナイフエッジ２３のミラー面により光学レンズ２４側に反射される。光学レンズ２４側に反射されたレーザ光は、光学レンズ２４を通り、ダイクロイックミラー２５により対物レンズ１２側に反射される。そして、対物レンズ１２側に反射されたレーザ光（半円状の断面を持つ光束）が、対物レンズ１２の瞳面の半分の領域（図中右半分の領域）を通り、対象物２の表面に照射される。これにより、対物レンズ１２を通ったレーザ光は、対物レンズ１２の合焦位置に光点像を形成（集光）する。
【００１６】
対象物２の表面で反射したレーザ反射光は、対物レンズ１２の瞳面の半分の領域（図中左半分の領域）を通り、ダイクロイックミラー２５により光学レンズ２４側に反射される。光学レンズ２４側に反射されたレーザ反射光（半円状の断面を持つ光束）は、光学レンズ２４を通り、さらにナイフエッジ２３の下側を通って、ラインセンサ２６の受光面に入射する。ラインセンサ２６に入射したレーザ反射光は、受光面上に光点像を形成し、ラインセンサ２６により検出される。
【００１７】
ラインセンサ２６は、例えば、フォトダイオード等の複数個の受光素子から構成され、各受光素子は、受光量に応じた受光信号を出力する。なお、以下の説明では、ラインセンサ２６を構成する複数個の受光素子を総称してラインピクセルと称し、そのラインピクセルのうちの１個の受光素子を１ピクセルと称する。また、ラインピクセルのうち、合焦位置での対象物２の光点像が結像されるピクセルを合焦ピクセルと称する。
【００１８】
図２に示すように、対象物２の表面の高さｈ１，ｈ２，ｈ３の位置に応じて、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像の位置が異なる。ここで、図中実線の光束で示すように、対象物２の表面の高さｈ２の位置が、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルのうちの合焦ピクセルに、光点像が結像される合焦位置である。また、その上下の位置となる高さｈ１，ｈ３では、図中破線の光束で示すように、光点像はそれぞれ合焦ピクセルから外れた位置に、ぼやけた像として結像される。
【００１９】
図３は、図２の高さｈ１，ｈ２，ｈ３の位置に応じて、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像の位置を図示している。図３では、図中左側に、長方形の各マス目を１ピクセルとするラインピクセルが模式的に図示され、図中右側には、図中左側のラインピクセルと、そのラインピクセルのうちの所定のピクセルにより受光される光量（光量データ）との関係を示す波形が図示されている。この光量データは、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルの各ピクセルにより検出された受光信号に対応するデータである。なお、図中右側の水平方向の軸はラインピクセルの各ピクセルの位置を示しており、その軸の略中心が合焦ピクセルの位置となり、図中左方向又は右方向にいくほど、合焦ピクセルから離れた位置のピクセルとなることを意味する。また、垂直方向の軸は、ラインピクセルの各ピクセルにより受光される光量データを示し、図中上方向にいくほど、光量データが大きくなることを意味する。
【００２０】
図３の左側に示すように、対象物２の表面の高さｈ２に応じた合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ２）は、その径が小面積で、かつ高密度となるため、図中右側の波形で示すように、合焦ピクセルとその近傍のピクセルでは、１ピクセル当たりの受光量が大きくなる。一方、高さｈ１，ｈ３に応じた非合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ１，Ｓ３）は、その径が大面積で、かつ低密度となるため、１ピクセル当たりの受光量は非常に小さなものとなる。
【００２１】
このような光点像の光量が、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルの各ピクセルにより受光され、受光量に応じた受光信号が、制御部１６に供給される。
【００２２】
図１に戻り、制御部１６は、ラインセンサプリアンプ２６から供給される受光信号に基づいて、合焦位置が検出されたときのセンサユニット１１の高さ位置（Ｚ軸方向位置）を、エンコーダ１５から読み取って、対象物２の表面の位置（面位置）を検出する。これにより、対象物２の高さや断面曲線、表面形状を測定することができる。
【００２３】
また、制御部１６は、測定された高さ位置を目標値として、合焦機構（センサユニット１１や対物レンズ１２、ステージ１４等）の位置決め駆動を行うことにより、合焦動作を制御する。これにより、対象物２に対してオートフォーカス（AF：Autofocus）が行われる。
【００２４】
より具体的には、図２のセンサユニット１１は、ナイフエッジ方式を採用しているため、ナイフエッジ２３を経た光点像をラインセンサ２６で受けている。ナイフエッジ２３を経た光点像の位置は、対象物２に対する合焦位置が変化すると、これに対応してラインピクセル上の基準位置（合焦ピクセルの位置）からの距離が変化する。そこで、例えば、制御部１６は、結像光学系の焦点が対象物２に合う光点像の位置と基準位置とが一致するように合焦機構を制御する、あるいはその停止位置として高さ位置を測定する。
【００２５】
なお、対象物２の表面で反射したレーザ反射光は、ダイクロイックミラー２５を透過して、撮像装置１３側にも導かれる。撮像装置１３では、観察光学系（不図示）により、ダイクロイックミラー２５を透過したレーザ反射光が撮像素子（不図示）に結像され、撮像素子に結像した対象物２の像に対応する観察画像が取得される。この観察画像は、制御部１６により、モニタ（不図示）に表示される。
【００２６】
以上のようにして、センサユニット１１は構成される。
【００２７】
ところで、図３の合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ２）が、ラインピクセルにより受光されるとき、合焦ピクセルとその近傍のピクセルでは、単位面積当たりの光量が過大となって、受光される光量が飽和（サチュレーション）する場合がある。飽和光量になった場合、そのデータは無効となるが、制御部１６では、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得できるようにする。
【００２８】
そこで、次に、図４のフローチャートを参照しながら、受光される光量が飽和した場合に、制御部１６により行われるデータ処理の詳細について説明する。したがって、ラインピクセルにより受光される光量が過大となって、受光される光量が飽和したとき、図４のフローチャートに示す処理が行われる。
【００２９】
また、面位置検出装置１による位置検出処理の開始前の調整段階において、センサユニット１１における合焦ピクセルが設定されているものとする。例えば、ステージ１４に載置した所定の標準サンプルに合焦したときのピクセルを合焦ピクセルとすることで、ラインピクセルの略中央のピクセルである256ピクセル（PIX256）が合焦ピクセルとして設定される。
【００３０】
ステップＳ１１において、制御部１６は、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピクセル（以下、ピークピクセルという）を決定する。
【００３１】
ここで、図５及び図６を参照して、ピークピクセルの決定方法の詳細について説明する。
【００３２】
図５には、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）の受光位置と、光量プロファイルとの関係を図示している。なお、光量プロファイルは、ラインピクセルのピクセルの位置と、各ピクセルで受光される光量（光量データ）との対応関係を示す２次曲線であり、以下、プロファイル波形Ｐとも称する。
【００３３】
図５の上側には、６個のラインピクセルを図示しているが、これは、センサユニット１１をＺ軸方向（高い位置から低い位置）に移動させたときの、ラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）の様子を、時系列（図中左から右に向かう方向）に示すものである。また、図５の下側の波形は、図５の上側の６個のラインピクセルに対応したプロファイル波形Ｐを示している。
【００３４】
６個のラインピクセルに対して引かれた水平方向の点線は、ラインピクセルのうちの合焦位置での対象物２の像が結像する位置であって、上述した調整段階で設定された合焦ピクセルに一致するものである。例えば、６個のラインピクセルのそれぞれにおいて、点線により示される位置がPIX256に対応している。
【００３５】
センサユニット１１が最も高い位置にあるとき、図中左から１つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ１は、合焦ピクセルから離れた位置のピクセルに集光しているが、その径は大面積で、かつ低密度となる。そのため、対応するプロファイル波形Ｐ１に示すように、その波形はなだらかな曲線となり、受光位置のピクセルにより受光される光量は少なくなる。
【００３６】
続いて、センサユニット１１がＺ軸方向に下がると、図中左から２つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ２は、レーザスポットＳ１よりも合焦ピクセルに近づいた位置のピクセルに集光し、その径は、レーザスポットＳ１よりも小さい面積で、かつ高密度となる。そのため、対応するプロファイル波形Ｐ２に示すように、それらのピクセルで受光される光量データは、プロファイル波形Ｐ１よりも大きなピークの現われた波形となる。
【００３７】
Ｚ軸方向にさらに、センサユニット１１が下がると、図中左から３つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ３は、レーザスポットＳ２よりもさらに合焦ピクセルに近づいた位置のピクセルに集光し、その径は、レーザスポットＳ２よりも小さい面積で、かつ高密度となる。そして、センサユニット１１がさらに下がると、図中左から４つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ４は、レーザスポットＳ３と合焦ピクセルを挟んで互いに所定の距離だけ離れた位置のピクセルに集光し、その径は、後述するレーザスポットＳ５よりも小さい面積で、かつ高密度となる。
【００３８】
このとき、合焦ピクセルの近傍のピクセルに集光される高密度のレーザスポットＳ３，Ｓ４によって、それらのピクセルの単位面積当たりの光量が過大となって飽和することがあるのは先に述べた通りである。そして、飽和光量となった場合には、そのデータが無効データになり、図５の下側に示すような、光量プロファイル（プロファイル波形Ｐ３，Ｐ４）が得られないことになる。
【００３９】
ここで、図６を参照して、飽和による無効データを、有効データとして取得し、光量プロファイルを再現する方法について説明する。
【００４０】
なお、図６Ａ，図６Ｂにおいて、水平方向と垂直方向の軸は、図３の右側の水平方向と垂直方向の軸と同様とされる。
【００４１】
図６Ａに示すように、光量データが飽和した場合の波形は、飽和光量以上の光量データが受光されることはないため、飽和すると一定レベルとなり、ピークの現われない波形となる。この場合、例えば、図６Ａの波形上の飽和直前の２点のデータと、飽和直後の１点のデータの合計３点のデータを用いて、所定の補間式により近似曲線を演算することで、図６Ｂの波形が得られる。なお、近似曲線を求めるための補間式としては、例えばニュートン補間や最小二乗法などの公知の補間式を用いることができる。また、補間式に与える点は、飽和直前直後の３点に限らず、飽和直前直後の点であれば、任意の点を与えることができる。
【００４２】
これにより、合焦ピクセルの近傍のピクセルにおいて、レーザスポットＳ３，Ｓ４が集光され、ピクセルの単位面積当たりの光量が過大となって飽和した場合でも、無効データからプロファイル波形Ｐ３，Ｐ４が再現されることになる。すなわち、合焦ピクセルの近傍のピクセルから光量データを得る必要があるのに、合焦ピクセル近傍では、図６Ａに示すような無効データが得られる確率が高くなので、そのような無効データを近似曲線により補間することで、図６Ｂに示すような、有効データが取得される。
【００４３】
図５に戻り、その後、Ｚ軸方向にさらに、センサユニット１１が下がると、図中左から５つ目と６つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ５，Ｓ６は、合焦ピクセルから徐々に離れた位置に集光され、対応するプロファイル波形Ｐ５，Ｐ６に示すように、その波形は、徐々になだらかな曲線となり、受光位置のピクセルにより受光される光量は少なくなる。
【００４４】
以上のようにして、ラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）に応じたプロファイル波形Ｐが得られるが、制御部１６は、それらのプロファイル波形Ｐに基づいて、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセル、すなわち、合焦ピクセルを跨いだピークピクセルを決定する。
【００４５】
つまり、図６Ａに示すように、合焦ピクセル近傍で光量が飽和した場合、近似曲線を演算してプロファイル波形を再現するが、その波形は、図６Ｂに示すように、ピークの現われた波形となるため、その曲線における光量データの最大値を演算することができる。そして、ラインピクセルのうちの、光量データの最大値を得るピクセルが、ピークピクセルとして決定される。
【００４６】
例えば、合焦ピクセルとして、ラインピクセルの略中央のピクセルであるPIX256が設定されている場合、合焦ピクセルを跨ぐピークピクセルとして、プロファイル波形Ｐ３の光量データの最大値を得るピークピクセルである253ピクセル（PIX253）と、プロファイル波形Ｐ４の光量データの最大値を得るピークピクセルである258ピクセル（PIX258）が決定される。
【００４７】
ステップＳ１２において、制御部１６は、決定したピークピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を取得する。このＺ軸カウンタ値は、Ｚ軸方向の座標位置であって、上述したセンサユニット１１をＺ軸方向に移動させたとき、その移動量がエンコーダ１５により検出され、制御部１６又は外部装置（不図示）等に保持されている。例えば、合焦ピクセルを跨いだピークピクセルとして、PIX253とPIX258が決定された場合、Ｚ軸カウンタ値として、PIX253ではＺ１＝200、PIX258ではＺ２＝100がそれぞれ取得される。
【００４８】
ステップＳ１３において、制御部１６は、取得したＺ軸カウンタ値を直線補間することにより、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を推定する。
【００４９】
例えば、図７に示すように、合焦ピクセルがPIX256に設定され、その合焦ピクセルを跨いだピークピクセルがPIX253，PIX258であると決定された場合、それらのピクセル間隔の比は、（PIX253−PIX256）：（PIX256−PIX258）＝3：2となる。また、それらのピークピクセルのＺ軸カウンタ値の差Ｚdeffは、Ｚdeff＝Ｚ１−Ｚ２＝200−100＝100となる。そして、ピクセル間隔の比を用いて、合焦ピクセル（PIX256）と、一方のピークピクセル（PIX253）のＺ軸カウンタ値の差Ｚ３は、Ｚ３＝Ｚdeff×3/5＝100×3/5＝60となる。
【００５０】
これにより、合焦ピクセル（PIX256）のＺ軸カウンタ値（Ｚfocus）は、Ｚfocus＝Ｚ１−Ｚ３＝200−60＝140となる。すなわち、ピークピクセル（PIX253，PIX258）が合焦ピクセル（PIX256）を跨いだときに、内挿処理を行うことで、合焦ピクセル（PIX256）におけるＺ軸カウンタ値として、Ｚfocus＝140が推定される。
【００５１】
ステップＳ１４において、制御部１６は、推定された合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値に基づいて、対象物２の表面の位置（面位置）を検出する。これにより、対象物２の高さや断面曲線、表面形状を測定することができる。また、例えば、制御部１６は、合焦ピクセル（PIX256）におけるＺ軸カウンタ値として、Ｚfocus＝140が推定された場合、Ｚfocus＝140の位置を目標値として合焦機構（センサユニット１１等）の位置決め駆動を行うことにより、合焦動作が行われる。
【００５２】
以上のように、合焦ピクセルとその近傍のピクセルにより受光される光量データが飽和した場合、飽和直前直後のデータを用いて、補間式により近似曲線を算出することで、飽和した光量データ値以上の光量プロファイルを再現することができる。そして、この再現された光量プロファイルから、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセルが決定され、さらに、決定された２つのピークピクセルのＺ軸カウンタ値から、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値が推定され、そのＺ軸カウンタ値を用いた合焦動作などが行われる。これにより、受光される光量が飽和した場合でも、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得することで、無効データが合焦位置で発生した場合であっても、その影響により、合焦精度が低下することを軽減することができる。
【００５３】
例えば、面位置検出装置１においては、レーザ照明部２１から出射されるレーザ光の光量そのものを制御することで、受光される光量が飽和しないようにすることができる。図８は、レーザ光の光量と、ラインセンサ上における合焦ピクセルからのずれ量との関係を示す図である。図８において、水平方向の軸は、ラインピクセルにおける合焦ピクセルからのずれ量を示し、図中右方向にいくほど、合焦ピクセルから離れていることを意味する。また、垂直方向の軸は、レーザ光量のゲインを示し、図中上方向にいくほど、ゲインが大きくなることを意味する。
【００５４】
図８に示すように、対象物の表面の反射率を一定としたときの非合焦位置から合焦位置に近づくまでに、単位時間当たりに光量変化率が最も大きいところで、4倍程度となる。そのため、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルが飽和しないように、レーザ照明部２１からのレーザ光の光量を制御する必要がある。また、仮に、このとき、表面の反射率が0.5％から100％に変化した場合、4×200倍=800倍になる。このように、合焦位置近傍では、レーザ光の光量を急激に落とす必要があるため、光量の制御だけでは、飽和を抑制できない場合がある。このような、受光される光量が飽和した場合でも、本実施の形態では、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得することができるので、光量の制御を速い応答精度により行うことができなくても、合焦精度が低下することはない。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 面位置検出装置， １１ センサユニット， １２ 対物レンズ， １３ 撮像装置， １４ ステージ， １５ エンコーダ， １６ 制御部， １７ 支柱， ２１ レーザ照明部， ２２ 遮蔽板， ２３ ナイフエッジ， ２４ 光学レンズ， ２５ ダイクロイックミラー， ２６ ラインセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対象物の表面を走査しながら、垂直方向の変位位置をサンプリングすることにより、対象物の表面の断面形状を検出する測定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の測定装置においては、対象物に光を照明すると、対象物の表面と光学系との相対的距離の変化により光の受光位置が偏位するので、これを受光素子で受光して、電気的に信号処理を行うことにより、合焦位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
合焦位置の検出を行う場合、非合焦位置から合焦位置に近づくにつれて、受光素子の受光面に集光される単位面積当たりの光量が大きくなるため、合焦位置近傍では光束の集光に伴い単位面積当たりの光量が過大となって飽和する場合がある。特に、合焦位置の検出にラインセンサを用いる場合、ラインセンサは、１受光素子の面積が小さいため、その影響は顕著なものとなる。
【０００６】
飽和光量になると、そのデータは無効となるため、このような無効データが合焦位置で発生した場合には、合焦精度に影響が及ぶこととなる。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、受光素子で受光される光量が飽和したときに得られるデータが、合焦精度に及ぼす影響を軽減するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の検出装置は、対象物を照明する照明手段と、前記対象物からの反射光を集光して、前記対象物の光点像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により集光された前記対象物の光点像の合焦状態を検出する光検出手段と、前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記対象物の面位置を検出する位置検出手段とを備え、前記位置検出手段は、前記光検出手段により検出される前記光点像の光量が飽和した場合、前記光検出手段による検出結果を補間することにより、前記対象物の面位置を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合焦精度の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した面位置検出装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】センサユニットの構成を示す図である。
【図３】ラインセンサで検出される光量データの例を示す図である。
【図４】受光される光量が飽和した場合におけるデータ処理について説明するフローチャートである。
【図５】レーザスポットの受光位置と光量プロファイルとの関係を示す図である。
【図６】ピークピクセルの演算方法の例を示す図である。
【図７】直線補間による合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値の推定方法を示す図である。
【図８】レーザ光の光量と、ラインセンサ上における合焦ピクセルからのずれ量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した面位置検出装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００１３】
面位置検出装置１は、センサユニット１１、対物レンズ１２、撮像装置１３、対象物２を載置するステージ１４、センサユニット１１の移動量を検出するエンコーダ１５、及び制御部１６を有している。センサユニット１１、対物レンズ１２、及び撮像装置１３は、不図示の駆動機構を介して支柱１７に取り付けられており、エンコーダ１５で検出した移動量から対象物２との相対位置を求めることができる。
【００１４】
図２は、センサユニット１１の構成を示す図である。センサユニット１１は、レーザ照明部２１、遮蔽板２２、ナイフエッジ２３、光学レンズ２４、ダイクロイックミラー２５、及びラインセンサ２６から構成される。また、図２において、図１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、対物レンズ１２、撮像装置１３、及び制御部１６は、図１の構成に対応している。
【００１５】
レーザ照明部２１から出射されたレーザ光は、遮蔽板２２により円形の光束の半分（図中左半分の領域）が遮蔽され、その半円状の断面を持つ光束からなるレーザ光が、ナイフエッジ２３のミラー面により光学レンズ２４側に反射される。光学レンズ２４側に反射されたレーザ光は、光学レンズ２４を通り、ダイクロイックミラー２５により対物レンズ１２側に反射される。そして、対物レンズ１２側に反射されたレーザ光（半円状の断面を持つ光束）が、対物レンズ１２の瞳面の半分の領域（図中右半分の領域）を通り、対象物２の表面に照射される。これにより、対物レンズ１２を通ったレーザ光は、対物レンズ１２の合焦位置に光点像を形成（集光）する。
【００１６】
対象物２の表面で反射したレーザ反射光は、対物レンズ１２の瞳面の半分の領域（図中左半分の領域）を通り、ダイクロイックミラー２５により光学レンズ２４側に反射される。光学レンズ２４側に反射されたレーザ反射光（半円状の断面を持つ光束）は、光学レンズ２４を通り、さらにナイフエッジ２３の下側を通って、ラインセンサ２６の受光面に入射する。ラインセンサ２６に入射したレーザ反射光は、受光面上に光点像を形成し、ラインセンサ２６により検出される。
【００１７】
ラインセンサ２６は、例えば、フォトダイオード等の複数個の受光素子から構成され、各受光素子は、受光量に応じた受光信号を出力する。なお、以下の説明では、ラインセンサ２６を構成する複数個の受光素子を総称してラインピクセルと称し、そのラインピクセルのうちの１個の受光素子を１ピクセルと称する。また、ラインピクセルのうち、合焦位置での対象物２の光点像が結像されるピクセルを合焦ピクセルと称する。
【００１８】
図２に示すように、対象物２の表面の高さｈ１，ｈ２，ｈ３の位置に応じて、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像の位置が異なる。ここで、図中実線の光束で示すように、対象物２の表面の高さｈ２の位置が、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルのうちの合焦ピクセルに、光点像が結像される合焦位置である。また、その上下の位置となる高さｈ１，ｈ３では、図中破線の光束で示すように、光点像はそれぞれ合焦ピクセルから外れた位置に、ぼやけた像として結像される。
【００１９】
図３は、図２の高さｈ１，ｈ２，ｈ３の位置に応じて、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像の位置を図示している。図３では、図中左側に、長方形の各マス目を１ピクセルとするラインピクセルが模式的に図示され、図中右側には、図中左側のラインピクセルと、そのラインピクセルのうちの所定のピクセルにより受光される光量（光量データ）との関係を示す波形が図示されている。この光量データは、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルの各ピクセルにより検出された受光信号に対応するデータである。なお、図中右側の水平方向の軸はラインピクセルの各ピクセルの位置を示しており、その軸の略中心が合焦ピクセルの位置となり、図中左方向又は右方向にいくほど、合焦ピクセルから離れた位置のピクセルとなることを意味する。また、垂直方向の軸は、ラインピクセルの各ピクセルにより受光される光量データを示し、図中上方向にいくほど、光量データが大きくなることを意味する。
【００２０】
図３の左側に示すように、対象物２の表面の高さｈ２に応じた合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ２）は、その径が小面積で、かつ高密度となるため、図中右側の波形で示すように、合焦ピクセルとその近傍のピクセルでは、１ピクセル当たりの受光量が大きくなる。一方、高さｈ１，ｈ３に応じた非合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ１，Ｓ３）は、その径が大面積で、かつ低密度となるため、１ピクセル当たりの受光量は非常に小さなものとなる。
【００２１】
このような光点像の光量が、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルの各ピクセルにより受光され、受光量に応じた受光信号が、制御部１６に供給される。
【００２２】
図１に戻り、制御部１６は、ラインセンサプリアンプ２６から供給される受光信号に基づいて、合焦位置が検出されたときのセンサユニット１１の高さ位置（Ｚ軸方向位置）を、エンコーダ１５から読み取って、対象物２の表面の位置（面位置）を検出する。これにより、対象物２の高さや断面曲線、表面形状を測定することができる。
【００２３】
また、制御部１６は、測定された高さ位置を目標値として、合焦機構（センサユニット１１や対物レンズ１２、ステージ１４等）の位置決め駆動を行うことにより、合焦動作を制御する。これにより、対象物２に対してオートフォーカス（AF：Autofocus）が行われる。
【００２４】
より具体的には、図２のセンサユニット１１は、ナイフエッジ方式を採用しているため、ナイフエッジ２３を経た光点像をラインセンサ２６で受けている。ナイフエッジ２３を経た光点像の位置は、対象物２に対する合焦位置が変化すると、これに対応してラインピクセル上の基準位置（合焦ピクセルの位置）からの距離が変化する。そこで、例えば、制御部１６は、結像光学系の焦点が対象物２に合う光点像の位置と基準位置とが一致するように合焦機構を制御する、あるいはその停止位置として高さ位置を測定する。
【００２５】
なお、対象物２の表面で反射したレーザ反射光は、ダイクロイックミラー２５を透過して、撮像装置１３側にも導かれる。撮像装置１３では、観察光学系（不図示）により、ダイクロイックミラー２５を透過したレーザ反射光が撮像素子（不図示）に結像され、撮像素子に結像した対象物２の像に対応する観察画像が取得される。この観察画像は、制御部１６により、モニタ（不図示）に表示される。
【００２６】
以上のようにして、センサユニット１１は構成される。
【００２７】
ところで、図３の合焦時の光点像（図中左側のラインピクセル上のレーザスポットＳ２）が、ラインピクセルにより受光されるとき、合焦ピクセルとその近傍のピクセルでは、単位面積当たりの光量が過大となって、受光される光量が飽和（サチュレーション）する場合がある。飽和光量になった場合、そのデータは無効となるが、制御部１６では、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得できるようにする。
【００２８】
そこで、次に、図４のフローチャートを参照しながら、受光される光量が飽和した場合に、制御部１６により行われるデータ処理の詳細について説明する。したがって、ラインピクセルにより受光される光量が過大となって、受光される光量が飽和したとき、図４のフローチャートに示す処理が行われる。
【００２９】
また、面位置検出装置１による位置検出処理の開始前の調整段階において、センサユニット１１における合焦ピクセルが設定されているものとする。例えば、ステージ１４に載置した所定の標準サンプルに合焦したときのピクセルを合焦ピクセルとすることで、ラインピクセルの略中央のピクセルである256ピクセル（PIX256）が合焦ピクセルとして設定される。
【００３０】
ステップＳ１１において、制御部１６は、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピクセル（以下、ピークピクセルという）を決定する。
【００３１】
ここで、図５及び図６を参照して、ピークピクセルの決定方法の詳細について説明する。
【００３２】
図５には、ラインセンサ２６を構成するラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）の受光位置と、光量プロファイルとの関係を図示している。なお、光量プロファイルは、ラインピクセルのピクセルの位置と、各ピクセルで受光される光量（光量データ）との対応関係を示す２次曲線であり、以下、プロファイル波形Ｐとも称する。
【００３３】
図５の上側には、６個のラインピクセルを図示しているが、これは、センサユニット１１をＺ軸方向（高い位置から低い位置）に移動させたときの、ラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）の様子を、時系列（図中左から右に向かう方向）に示すものである。また、図５の下側の波形は、図５の上側の６個のラインピクセルに対応したプロファイル波形Ｐを示している。
【００３４】
６個のラインピクセルに対して引かれた水平方向の点線は、ラインピクセルのうちの合焦位置での対象物２の像が結像する位置であって、上述した調整段階で設定された合焦ピクセルに一致するものである。例えば、６個のラインピクセルのそれぞれにおいて、点線により示される位置がPIX256に対応している。
【００３５】
センサユニット１１が最も高い位置にあるとき、図中左から１つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ１は、合焦ピクセルから離れた位置のピクセルに集光しているが、その径は大面積で、かつ低密度となる。そのため、対応するプロファイル波形Ｐ１に示すように、その波形はなだらかな曲線となり、受光位置のピクセルにより受光される光量は少なくなる。
【００３６】
続いて、センサユニット１１がＺ軸方向に下がると、図中左から２つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ２は、レーザスポットＳ１よりも合焦ピクセルに近づいた位置のピクセルに集光し、その径は、レーザスポットＳ１よりも小さい面積で、かつ高密度となる。そのため、対応するプロファイル波形Ｐ２に示すように、それらのピクセルで受光される光量データは、プロファイル波形Ｐ１よりも大きなピークの現われた波形となる。
【００３７】
Ｚ軸方向にさらに、センサユニット１１が下がると、図中左から３つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ３は、レーザスポットＳ２よりもさらに合焦ピクセルに近づいた位置のピクセルに集光し、その径は、レーザスポットＳ２よりも小さい面積で、かつ高密度となる。そして、センサユニット１１がさらに下がると、図中左から４つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ４は、レーザスポットＳ３と合焦ピクセルを挟んで互いに所定の距離だけ離れた位置のピクセルに集光し、その径は、後述するレーザスポットＳ５よりも小さい面積で、かつ高密度となる。
【００３８】
このとき、合焦ピクセルの近傍のピクセルに集光される高密度のレーザスポットＳ３，Ｓ４によって、それらのピクセルの単位面積当たりの光量が過大となって飽和することがあるのは先に述べた通りである。そして、飽和光量となった場合には、そのデータが無効データになり、図５の下側に示すような、光量プロファイル（プロファイル波形Ｐ３，Ｐ４）が得られないことになる。
【００３９】
ここで、図６を参照して、飽和による無効データを、有効データとして取得し、光量プロファイルを再現する方法について説明する。
【００４０】
なお、図６Ａ，図６Ｂにおいて、水平方向と垂直方向の軸は、図３の右側の水平方向と垂直方向の軸と同様とされる。
【００４１】
図６Ａに示すように、光量データが飽和した場合の波形は、飽和光量以上の光量データが受光されることはないため、飽和すると一定レベルとなり、ピークの現われない波形となる。この場合、例えば、図６Ａの波形上の飽和直前の２点のデータと、飽和直後の１点のデータの合計３点のデータを用いて、所定の補間式により近似曲線を演算することで、図６Ｂの波形が得られる。なお、近似曲線を求めるための補間式としては、例えばニュートン補間や最小二乗法などの公知の補間式を用いることができる。また、補間式に与える点は、飽和直前直後の３点に限らず、飽和直前直後の点であれば、任意の点を与えることができる。
【００４２】
これにより、合焦ピクセルの近傍のピクセルにおいて、レーザスポットＳ３，Ｓ４が集光され、ピクセルの単位面積当たりの光量が過大となって飽和した場合でも、無効データからプロファイル波形Ｐ３，Ｐ４が再現されることになる。すなわち、合焦ピクセルの近傍のピクセルから光量データを得る必要があるのに、合焦ピクセル近傍では、図６Ａに示すような無効データが得られる確率が高くなので、そのような無効データを近似曲線により補間することで、図６Ｂに示すような、有効データが取得される。
【００４３】
図５に戻り、その後、Ｚ軸方向にさらに、センサユニット１１が下がると、図中左から５つ目と６つ目のラインピクセルに示すように、レーザスポットＳ５，Ｓ６は、合焦ピクセルから徐々に離れた位置に集光され、対応するプロファイル波形Ｐ５，Ｐ６に示すように、その波形は、徐々になだらかな曲線となり、受光位置のピクセルにより受光される光量は少なくなる。
【００４４】
以上のようにして、ラインピクセル上に形成される光点像（レーザスポットＳ）に応じたプロファイル波形Ｐが得られるが、制御部１６は、それらのプロファイル波形Ｐに基づいて、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセル、すなわち、合焦ピクセルを跨いだピークピクセルを決定する。
【００４５】
つまり、図６Ａに示すように、合焦ピクセル近傍で光量が飽和した場合、近似曲線を演算してプロファイル波形を再現するが、その波形は、図６Ｂに示すように、ピークの現われた波形となるため、その曲線における光量データの最大値を演算することができる。そして、ラインピクセルのうちの、光量データの最大値を得るピクセルが、ピークピクセルとして決定される。
【００４６】
例えば、合焦ピクセルとして、ラインピクセルの略中央のピクセルであるPIX256が設定されている場合、合焦ピクセルを跨ぐピークピクセルとして、プロファイル波形Ｐ３の光量データの最大値を得るピークピクセルである253ピクセル（PIX253）と、プロファイル波形Ｐ４の光量データの最大値を得るピークピクセルである258ピクセル（PIX258）が決定される。
【００４７】
ステップＳ１２において、制御部１６は、決定したピークピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を取得する。このＺ軸カウンタ値は、Ｚ軸方向の座標位置であって、上述したセンサユニット１１をＺ軸方向に移動させたとき、その移動量がエンコーダ１５により検出され、制御部１６又は外部装置（不図示）等に保持されている。例えば、合焦ピクセルを跨いだピークピクセルとして、PIX253とPIX258が決定された場合、Ｚ軸カウンタ値として、PIX253ではＺ１＝200、PIX258ではＺ２＝100がそれぞれ取得される。
【００４８】
ステップＳ１３において、制御部１６は、取得したＺ軸カウンタ値を直線補間することにより、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値を推定する。
【００４９】
例えば、図７に示すように、合焦ピクセルがPIX256に設定され、その合焦ピクセルを跨いだピークピクセルがPIX253，PIX258であると決定された場合、それらのピクセル間隔の比は、（PIX253−PIX256）：（PIX256−PIX258）＝3：2となる。また、それらのピークピクセルのＺ軸カウンタ値の差Ｚdeffは、Ｚdeff＝Ｚ１−Ｚ２＝200−100＝100となる。そして、ピクセル間隔の比を用いて、合焦ピクセル（PIX256）と、一方のピークピクセル（PIX253）のＺ軸カウンタ値の差Ｚ３は、Ｚ３＝Ｚdeff×3/5＝100×3/5＝60となる。
【００５０】
これにより、合焦ピクセル（PIX256）のＺ軸カウンタ値（Ｚfocus）は、Ｚfocus＝Ｚ１−Ｚ３＝200−60＝140となる。すなわち、ピークピクセル（PIX253，PIX258）が合焦ピクセル（PIX256）を跨いだときに、内挿処理を行うことで、合焦ピクセル（PIX256）におけるＺ軸カウンタ値として、Ｚfocus＝140が推定される。
【００５１】
ステップＳ１４において、制御部１６は、推定された合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値に基づいて、対象物２の表面の位置（面位置）を検出する。これにより、対象物２の高さや断面曲線、表面形状を測定することができる。また、例えば、制御部１６は、合焦ピクセル（PIX256）におけるＺ軸カウンタ値として、Ｚfocus＝140が推定された場合、Ｚfocus＝140の位置を目標値として合焦機構（センサユニット１１等）の位置決め駆動を行うことにより、合焦動作が行われる。
【００５２】
以上のように、合焦ピクセルとその近傍のピクセルにより受光される光量データが飽和した場合、飽和直前直後のデータを用いて、補間式により近似曲線を算出することで、飽和した光量データ値以上の光量プロファイルを再現することができる。そして、この再現された光量プロファイルから、ラインピクセル上の光点像が合焦ピクセルを過ぎたときの前後２ピークのピークピクセルが決定され、さらに、決定された２つのピークピクセルのＺ軸カウンタ値から、合焦ピクセルにおけるＺ軸カウンタ値が推定され、そのＺ軸カウンタ値を用いた合焦動作などが行われる。これにより、受光される光量が飽和した場合でも、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得することで、無効データが合焦位置で発生した場合であっても、その影響により、合焦精度が低下することを軽減することができる。
【００５３】
例えば、面位置検出装置１においては、レーザ照明部２１から出射されるレーザ光の光量そのものを制御することで、受光される光量が飽和しないようにすることができる。図８は、レーザ光の光量と、ラインセンサ上における合焦ピクセルからのずれ量との関係を示す図である。図８において、水平方向の軸は、ラインピクセルにおける合焦ピクセルからのずれ量を示し、図中右方向にいくほど、合焦ピクセルから離れていることを意味する。また、垂直方向の軸は、レーザ光量のゲインを示し、図中上方向にいくほど、ゲインが大きくなることを意味する。
【００５４】
図８に示すように、対象物の表面の反射率を一定としたときの非合焦位置から合焦位置に近づくまでに、単位時間当たりに光量変化率が最も大きいところで、4倍程度となる。そのため、ラインセンサ２６を構成するラインピクセルが飽和しないように、レーザ照明部２１からのレーザ光の光量を制御する必要がある。また、仮に、このとき、表面の反射率が0.5％から100％に変化した場合、4×200倍=800倍になる。このように、合焦位置近傍では、レーザ光の光量を急激に落とす必要があるため、光量の制御だけでは、飽和を抑制できない場合がある。このような、受光される光量が飽和した場合でも、本実施の形態では、そのデータを無効データとせずに、有効データとして取得することができるので、光量の制御を速い応答精度により行うことができなくても、合焦精度が低下することはない。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 面位置検出装置， １１ センサユニット， １２ 対物レンズ， １３ 撮像装置， １４ ステージ， １５ エンコーダ， １６ 制御部， １７ 支柱， ２１ レーザ照明部， ２２ 遮蔽板， ２３ ナイフエッジ， ２４ 光学レンズ， ２５ ダイクロイックミラー， ２６ ラインセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を照明する照明手段と、
前記対象物からの反射光を集光して、前記対象物の光点像を結像させる結像光学系と、
前記結像光学系により集光された前記対象物の光点像の合焦状態を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記対象物の面位置を検出する位置検出手段と
を備え、
前記位置検出手段は、前記光検出手段により検出される前記光点像の光量が飽和した場合、前記光検出手段による検出結果を補間することにより、前記対象物の面位置を検出する
ことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記光検出手段は、ラインセンサであり、
前記位置検出手段は、前記ラインセンサを構成するラインピクセルのうち、あらかじめ設定された合焦ピクセルの近傍で前記反射光の光量のピークが検出されたピークピクセルで得られた前記対象物の面位置に対するＺ軸方向の座標位置を補間して、前記合焦ピクセルにおけるＺ軸方向の座標位置を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記ピークピクセルは、前記合焦ピクセルを跨いだ２つのピクセルであり、
前記位置検出手段は、２つのピークピクセルで得られたＺ軸方向の座標位置を直線補間して、前記合焦ピクセルにおけるＺ軸方向の座標位置を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、飽和直前直後の光量を補間して得られる、前記反射光の光量と、前記ラインピクセルの各ピクセルとの関係を示す波形から、光量が最大値となるピクセルを、ピークピクセルとして決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記結像光学系と前記対象物との相対位置を変更する移動手段をさらに備え、
前記Ｚ軸方向の座標位置は、前記移動手段の移動により得られるＺ軸方向の移動量である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の検出装置。
【請求項１】
対象物を照明する照明手段と、
前記対象物からの反射光を集光して、前記対象物の光点像を結像させる結像光学系と、
前記結像光学系により集光された前記対象物の光点像の合焦状態を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記対象物の面位置を検出する位置検出手段と
を備え、
前記位置検出手段は、前記光検出手段により検出される前記光点像の光量が飽和した場合、前記光検出手段による検出結果を補間することにより、前記対象物の面位置を検出する
ことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記光検出手段は、ラインセンサであり、
前記位置検出手段は、前記ラインセンサを構成するラインピクセルのうち、あらかじめ設定された合焦ピクセルの近傍で前記反射光の光量のピークが検出されたピークピクセルで得られた前記対象物の面位置に対するＺ軸方向の座標位置を補間して、前記合焦ピクセルにおけるＺ軸方向の座標位置を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記ピークピクセルは、前記合焦ピクセルを跨いだ２つのピクセルであり、
前記位置検出手段は、２つのピークピクセルで得られたＺ軸方向の座標位置を直線補間して、前記合焦ピクセルにおけるＺ軸方向の座標位置を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、飽和直前直後の光量を補間して得られる、前記反射光の光量と、前記ラインピクセルの各ピクセルとの関係を示す波形から、光量が最大値となるピクセルを、ピークピクセルとして決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記結像光学系と前記対象物との相対位置を変更する移動手段をさらに備え、
前記Ｚ軸方向の座標位置は、前記移動手段の移動により得られるＺ軸方向の移動量である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１７８７１（Ｐ２０１２−１１７８７１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６３５５（Ｐ２０１０−２６６３５５）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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