算機、測量控制用軟件、和/或控制用插件板來實現(xiàn)(基于軟件的實施例將在后面作以敘述)。
[0061]如上所述，形狀測定裝置Ia不具備切換低倍率的成像光學(xué)系統(tǒng)和高倍率的成像光學(xué)系統(tǒng)、或者改變成像光學(xué)系統(tǒng)的倍率的機構(gòu)。即，形狀測定裝置Ia僅僅具有具備如下的測量控制部7這樣的簡單結(jié)構(gòu)，所述測量控制部7通過控制相互滿足共軛關(guān)系的照明系統(tǒng)光圈31和成像系統(tǒng)光圈41中的至少一者，來調(diào)整相干因子σ。
[0062]因此，根據(jù)形狀測定裝置la，當(dāng)每次通過改變成像光學(xué)系統(tǒng)的倍率而導(dǎo)致被測物脫離視野時，不會產(chǎn)生為了使該被測物包含在該視野內(nèi)而必須重新調(diào)整該視野這樣的問題(能夠解決第一問題)。此外，由于形狀測定裝置Ia不具備上述機構(gòu)，因而成像光學(xué)系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)簡單即可。因此，根據(jù)形狀測定裝置la，也不會產(chǎn)生制造裝置的成本增加這樣的問題(能夠解決第三問題)。
[0063]以下，參照圖3a?圖6b，說明形狀測定裝置Ia即使不具備上述機構(gòu)也能夠得到比現(xiàn)有的測定裝置更鮮明的投影圖像的情況。
[0064](對比度的評價)
[0065]圖3a、圖3b、圖3c是在焦點對齊被測物時(對焦時)通過改變σ而分別得到投影圖像并進行比較的圖。圖3a表示被測物的輪廓圖案，圖3b表示將σ調(diào)整為包含在0.7?
0.8的范圍內(nèi)的值時得到的投影圖像，圖3c表示將σ調(diào)整為小于0.7的值或大于0.8的值時得到的投影圖像。
[0066]如圖3c所示，即使是在將σ調(diào)整為小于0.7的值或者大于0.8的值的情況下，形狀測定裝置Ia也能恰當(dāng)?shù)氐玫奖粶y物的投影圖像。但是，如圖3b所示，將σ調(diào)整為包含在0.7?0.8的范圍內(nèi)的值的情況與不是該值的情況(圖3c的情況)相比，形狀測定裝置Ia能夠得到具有更高對比度的投影圖像。
[0067]圖4a、圖4b、圖4c是在焦點未對齊被測物時(離焦)時通過改變σ而分別得到投影圖像并進行比較的圖。圖4a表示被測物的輪廓圖案(是與圖3a相同的輪廓圖案)，圖4b表示將σ調(diào)整為包含在0.7?0.8的范圍內(nèi)的值時得到的投影圖像，圖4c表示將σ調(diào)整為小于0.7的值或大于0.8的值時得到的投影圖像。
[0068]在使焦點離開被測物(例如在圖2中，通過使被測物W接近第二照明透鏡組33的一側(cè)而進行離焦)的情況下，一般而言，投影圖像的對比度降低。但是，如圖4b所示，在將σ調(diào)整為包含在0.7?0.8的范圍內(nèi)的值時，離焦造成的對比度降低的程度較小(耐離焦)。
[0069]如圖3a、圖3b、圖3c和圖4a、圖4b、圖4c所不，優(yōu)選為測量控制部7將相干因子σ調(diào)整為包含在0.7?0.8的范圍內(nèi)的值(例如，σ = 0.75)。由此，形狀測定裝置Ia能夠更高精度測定被測物的形狀、尺寸。
[0070](驗證實驗)
[0071]執(zhí)行了驗證形狀測定裝置Ia的測定原理的實驗。在本驗證實驗中，使用綠色LED作為光源5，作為被測物W，使用了(A)譜線寬度為7微米(14微米的間距)的析像度圖Α、或(B)譜線寬度為5微米(10微米的間距)的析像度圖B。在此，上述析像度圖A和B是在透明基板上將遮光膜朝規(guī)定方向周期地形成的析像度圖。
[0072]另外，作為成像光學(xué)系統(tǒng)40，使用了被測物一側(cè)的數(shù)值孔徑為0.12 (在拍攝元件6的一側(cè)的數(shù)值孔徑為0.05)、并且橫向倍率為2.4倍的投影透鏡，作為拍攝元件6，使用了像素尺寸為5微米X5微米的線陣CCD(12萬像素)。此外，在上述線陣CCD中像素排列的方向與在上述析像度圖A和B中形成有遮光膜的方向一致。
[0073]在本驗證實驗中，對形狀測定裝置Ia將相干因子σ調(diào)整為0.7的情況和調(diào)整為
1.0的情況下的、對比度的特性進行驗證。另外，為了與上述對比度進行比較，準(zhǔn)備了如下比較用裝置，即:組合金屬鹵化物燈(綠色)、線性光波導(dǎo)、以及漫射板而構(gòu)成現(xiàn)有的照明部，將形狀測定裝置Ia具備的照明部3置換成該漫射照明部。
[0074]圖5a和圖5b是表示對焦時的對比度特性的曲線圖。該曲線圖的橫軸表示像素的位置(線陣CCD上的位置)(6000左右對應(yīng)于視野的中央部，O以及12000對應(yīng)于視野的端部，單位為像素)，縱軸表示對應(yīng)于該像素位置的對比度(Modulat1n Transfer Funct1n ；MTF，單位為百分數(shù))。圖5a示出測定了析像度圖A時的對比度特性，圖5b示出測定了析像度圖B時的對比度特性。
[0075]如圖5a和圖5b所示，形狀測定裝置Ia能夠以比比較用裝置高的對比度來得到投影圖像，而與析像度圖的譜線寬度、間距無關(guān)。尤其是，在將相干因子σ調(diào)整為0.7的情況下，形狀測定裝置Ia能夠得到具有最高對比度的投影圖像。此外，越靠近視野周邊部，與比較用裝置的對比度之差變小，因此可以考慮為成像光學(xué)系統(tǒng)40的像差的影響。
[0076]圖6a和圖6b是表示針對離焦的對比度的變化的曲線圖。該曲線圖的橫軸表示離焦的大小(零表示被測物W位于對焦點，并表示值越大被測物W越接近成像光學(xué)系統(tǒng)40，值越小越接近照明光學(xué)系統(tǒng)30，單位為微米)，縱軸表示對應(yīng)于該離焦大小的對比度(單位為像素)。圖6a示出測定了析像度圖A時的對比度特性，圖6b示出測定了析像度圖B時的對比度特性。
[0077]如果在整個視野中投影圖像沒有30%以上的對比度(圖6a和圖6b中比表示“基準(zhǔn)”的線更靠上)，則通常無法勝任實際測定。如圖6a和圖6b所示，由比較用裝置得到的投影圖像具有30%以上的對比度的離焦范圍，是極其有限的(圖6a的情況下為50微米、圖6b的情況下為20微米)。S卩，現(xiàn)有的測定技術(shù)只能得到較淺景深，對于離焦則是脆弱的。因此，現(xiàn)有的測定技術(shù)在被測物含有凹凸的情況下等，不能高精度測定該被測物的平面內(nèi)尺寸(產(chǎn)生第二問題)。
[0078]另一方面，由形狀測定裝置Ia得到的投影圖像具有30%以上的對比度的離焦范圍，在將相干因子σ調(diào)整為0.7的情況下(圖6a的情況下為120微米、圖6b的情況下為70微米)、還是在調(diào)整為1.0的情況下(圖6a的情況下為90微米、圖6b的情況下為50微米)，都比比較用裝置的所述的離焦范圍明顯寬泛。即，形狀測定裝置Ia具有較深景深，并且耐離焦。因此，形狀測定裝置Ia無論是在例如(I)被測物含有凹凸的情況下、和/或(2)在從外部環(huán)境給予微小振動的情況下等，都能以高精度測定該被測物的平面內(nèi)尺寸(能夠解決第二問題)。
[0079](形狀測定裝置Ia執(zhí)行的處理)
[0080]圖7是表示形狀測定裝置Ia(測量控制部7)執(zhí)行的處理的一例的流程圖。當(dāng)被測物W載置于配置面時，測量控制部7通過將成像系統(tǒng)光圈41設(shè)定為打開而使分辨率最大化(步驟1，以下將“步驟”簡記為“S”)。另外，上述設(shè)定也可以通過操作者操作設(shè)置在受光部4的調(diào)整用機構(gòu)(均未在任一圖中示出)來進行。
[0081]其次，測量控制部7通過移動配置面，在被測物W的表面對齊成像光學(xué)系統(tǒng)40的焦點位置(S2)，并通過控制照明系統(tǒng)光圈31，將相干因子σ設(shè)定為規(guī)定的值(例如包含在
0.7?0.8的范圍內(nèi)的值)(S3)。然后，形狀測定裝置Ia測定被測物W (S4)。此外，在S4中，例如，付著于該被測物W的表面的污漬、傷痕等、測定需要高分辨率的物體成為測定對象。
[0082]接著，測量控制部7通過控制(縮小)成像系統(tǒng)光圈41來減小數(shù)值孔徑(S5)，并通過控制照明系統(tǒng)光圈31而將σ設(shè)定為規(guī)定的值(S6)。然后，形狀測定裝置Ia測定被測物W(S7)。此外，在S7中，例如電子設(shè)備的外形尺寸等、測定需要較低分辨率的物體成為測定對象。
[0083]如上所述，形狀測定裝置Ia能夠通過控制照明系統(tǒng)光圈31和成像系統(tǒng)光圈41中的至少一者來調(diào)整相干因子。由此，形狀測定裝置Ia能夠在維持高分辨率的狀態(tài)的同時加大景深，而無