JPH0562922B2 - - Google Patents

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JPH0562922B2
JPH0562922B2 JP3408287A JP3408287A JPH0562922B2 JP H0562922 B2 JPH0562922 B2 JP H0562922B2 JP 3408287 A JP3408287 A JP 3408287A JP 3408287 A JP3408287 A JP 3408287A JP H0562922 B2 JPH0562922 B2 JP H0562922B2
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measured
distance
sensor
light
interference
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Masaaki Adachi
Yasuhide Nakai
Hideji Miki
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Priority to PCT/JP1988/000162 priority patent/WO1988006270A1/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/303Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は超精密加工面などの被測定面を光走
査してその表面粗さを測定するための装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an apparatus for measuring the surface roughness of a surface to be measured, such as an ultra-precision machined surface, by scanning the surface with light.

(従来の技術とその問題点) 磁気デイスクや光デイスク、それに半導体ウエ
ハなどにおいては、その表面を超精密加工すると
ともに、加工後の表面粗さを高精度で測定してお
く必要がある。このような表面粗さの測定におい
ては、通常、機械的な触針式の粗さ計が用いられ
るが、被測定面が軟かい場合には測定によつて被
測定面に傷が付いてしまうため、非接触式の表面
粗さ測定装置を使用することが望ましい。この種
の非接触式表面粗さ測定装置として代表的なもの
は光学式の装置であるが、そのうちでミロー型干
渉機構を利用した装置の例を第11図に示す。同
図において、光源1から与えられた光Lはハーフ
ミラー2で反射され、集光レンズ3によつて集光
されて、ミロー型干渉機構4に到達する。このミ
ロー型干渉機構4は、透明板5の一部に遮光部6
を設け、さらに、この透明板5に平行にビームス
プリツタ(ハーフミラー)7を配設して形成され
ている。
(Prior art and its problems) In magnetic disks, optical disks, semiconductor wafers, and the like, it is necessary to process the surfaces with ultra-precision processing and to measure the surface roughness after processing with high precision. Mechanical stylus-type roughness meters are usually used to measure surface roughness, but if the surface to be measured is soft, the measurement may scratch the surface. Therefore, it is desirable to use a non-contact surface roughness measuring device. A typical non-contact surface roughness measuring device of this type is an optical device, and FIG. 11 shows an example of a device using a Mireau type interference mechanism. In the figure, light L given from a light source 1 is reflected by a half mirror 2, condensed by a condensing lens 3, and reaches a Mireau type interference mechanism 4. This Mireau type interference mechanism 4 has a light shielding part 6 in a part of the transparent plate 5.
A beam splitter (half mirror) 7 is further arranged in parallel to the transparent plate 5.

そして、このミロー型反射機構4に入射した光
のうちの一部はそのまま図の下方へと進み、被測
定物8の被測定面9で反射されて反射光LSとな
る。この反射光LSはミロー型反射機構4を逆向
き(上向き)に通つて集光レンズ3に到達する。
A portion of the light incident on the Mireau-type reflection mechanism 4 continues downward in the figure, is reflected by the surface to be measured 9 of the object to be measured 8, and becomes reflected light LS. This reflected light LS passes through the Mireau-type reflection mechanism 4 in the opposite direction (upward) and reaches the condenser lens 3.

一方、集光レンズ3から透明板5を経てビーム
スプリツタ7に到達した光の残りの部分は、この
ビームスプリツタ7の表面で反射された後、透明
板5の表面(基準面10)でも反射されて反射光
LRとなる。そして、さらにビームスプリツタ7
で反射された後に透明板5を透過し、集光レンズ
3に向かつて進行する。
On the other hand, the remaining part of the light that reaches the beam splitter 7 from the condenser lens 3 via the transparent plate 5 is reflected on the surface of the beam splitter 7, and then also on the surface of the transparent plate 5 (reference plane 10). reflected light
Becomes LR. Furthermore, beam splitter 7
After being reflected, the light passes through the transparent plate 5 and proceeds toward the condenser lens 3.

このため、集光レンズ3を通して図の上方に向
う光Iは、被測定面9で反射した光LSと基準面
10で反射された光LRとの干渉光となる。そし
て、これらの2種類の反射光LS,LRの光路差
は、ビームスプリツタ7と基準面10との間の
往復に要する距離と、ビームスプリツタ7と被
測定面9との間の往復に要する距離との差となつ
ている。したがつて、これらの距離をそえぞれ
DR,DSと書くと、(DR−DS)の値と照射光L
の波長λとの関係によつて定まる位相差が2つの
反射光LR,LSの間に生じ、その位相差に応じて
干渉光Iの強度が変化する。このため、干渉光I
の強度を光センサ11で検出すれば、ビームスプ
リツタ7と被測定面9との間の距離、したがつて
被測定面9のうち光照射を行なつている部分の高
さがかわる。そして、被測定物8を図の水平方向
に並進移動させ、それによつて被測定面9の全体
を光走査することによつて、被測定面9の粗さが
測定される。
Therefore, the light I traveling upward in the figure through the condensing lens 3 becomes interference light between the light LS reflected on the surface to be measured 9 and the light LR reflected on the reference surface 10. The optical path difference between these two types of reflected lights LS and LR is determined by the distance required for the round trip between the beam splitter 7 and the reference surface 10 and the distance required for the round trip between the beam splitter 7 and the surface to be measured 9. This is the difference between the required distance. Therefore, each of these distances is
When written as DR, DS, the value of (DR-DS) and the irradiation light L
A phase difference determined by the relationship between the two reflected lights LR and LS occurs between the two reflected lights LR and LS, and the intensity of the interference light I changes depending on the phase difference. Therefore, the interference light I
Detecting the intensity with the optical sensor 11 changes the distance between the beam splitter 7 and the surface to be measured 9, and therefore the height of the portion of the surface to be measured 9 that is irradiated with light. Then, the roughness of the surface to be measured 9 is measured by translating the object to be measured 8 in the horizontal direction in the drawing and thereby scanning the entire surface to be measured 9 with light.

ところで、このような表面粗さ測定装置では、
ビームスプリツタ7と被測定面9との間の距離
DSに対する干渉光Iの強度変化が照射光Lの波
長λを距離周期とする周期的変化となるため、粗
さの測定上限値は波長λの1/2(可視光では0.3μ
m程度)となる。また、干渉光の検出精度は強度
変化の1/20〜1/30であるため、結局0.03〜0.015μ
mが検出精度の限界となる。
By the way, in such a surface roughness measuring device,
Distance between beam splitter 7 and surface to be measured 9
Since the intensity change of the interference light I with respect to DS becomes a periodic change whose distance period is the wavelength λ of the irradiation light L, the upper limit for roughness measurement is 1/2 of the wavelength λ (0.3μ for visible light).
m). In addition, since the detection accuracy of interference light is 1/20 to 1/30 of the intensity change, it ends up being 0.03 to 0.015μ.
m is the limit of detection accuracy.

そこで、この限界を超えたい高い精度で測定を
行なうために、PZT(ピエゾ素子)などを利用し
てミロー干渉機構4の全体を上下方向にλ/4に
応じた距離ずつ移動させ、位相差を当初のものか
らそれぞれ90゜、180゜、270゜だけ増加させて、おの
おのについての測定を行なうという技術が提案さ
れている。この場合、当初の位置関係での検出強
度をF0とし、上記各位相差を付加した後の検出
強度をそれぞれF90、F180、F270とすると、 F0=G1+G2 cosφ ……(1) F90=G1+G2 cos(φ+90゜) =G1+G2−sinφ ……(2) F180=G1−G2 cosφ ……(3) F270=G1+G2 sinφ ……(4) が成立する。ただし、φは当初の位相差であり、
G1、G2はそれぞれ直流成分、交流成分である。
Therefore, in order to perform measurements with high precision that exceeds this limit, the entire Mirow interference mechanism 4 is moved vertically by a distance corresponding to λ/4 using a PZT (piezo element), etc., to correct the phase difference. A technique has been proposed in which the angles are increased by 90°, 180°, and 270° from the original values, and measurements are taken for each of them. In this case, let F 0 be the detection intensity in the initial positional relationship, and let F 90 , F 180 , and F 270 be the detection intensities after adding each of the above phase differences, then F 0 = G 1 + G 2 cosφ...( 1) F 90 =G 1 +G 2 cos(φ+90゜) =G 1 +G 2 −sinφ ……(2) F 180 =G 1 −G 2 cosφ ……(3) F 270 =G 1 +G 2 sinφ …… (4) holds true. However, φ is the initial phase difference,
G 1 and G 2 are a DC component and an AC component, respectively.

すると(1)〜(4)式より、 φ=tan-1F ……(5) F≡(F270−F90)/(F0−F180) ……(6) が得られるが、(5)、(6)式は4つの検出強度値から
位相差φ(したがつて被測定面9の高さ)を求め
る式となつているため、統計的に誤差は減少し、
測定精度を向上させることができる。
Then, from equations (1) to (4), we get φ=tan -1 F ……(5) F≡(F 270 −F 90 )/(F 0 −F 180 ) ……(6), but ( Since equations 5) and (6) are equations for calculating the phase difference φ (and therefore the height of the surface to be measured 9) from the four detected intensity values, the error is statistically reduced,
Measurement accuracy can be improved.

このようにして第11図の装置の測定精度を向
上させることができるが、それは測定装置(特に
光学系)と被測定物8との位置関係が不変である
ことを前提としている。ところが、実際には外部
からの種々の振動によつて被測定物8と装置との
位置関係(間隔)は時間的に変動する。そして、
これを防止するためには大きな防振台を設けねば
ならず、装置の設置場所に制限が生じてしまう。
また、走査を行なうために被測定物8を並進移動
させるための機構(たとえばスライド機構)の真
直度に応じて被測定物8が微小に上下動すると、
この振動が測定結果の中に反映されてしまう。
In this way, the measurement accuracy of the apparatus shown in FIG. 11 can be improved, but this is done on the premise that the positional relationship between the measuring apparatus (particularly the optical system) and the object to be measured 8 remains unchanged. However, in reality, the positional relationship (interval) between the object to be measured 8 and the apparatus changes over time due to various external vibrations. and,
In order to prevent this, a large vibration isolation table must be provided, which limits the installation location of the device.
Furthermore, if the object to be measured 8 moves slightly up and down depending on the straightness of a mechanism (for example, a slide mechanism) for translating the object to be measured 8 for scanning,
This vibration is reflected in the measurement results.

このため、nmオーダーの粗さ測定のような場
合において、既述したような精度向上に関する改
良を加えても、実際には、種々の振動などによつ
て被測定面と測定系との間の間隔が変化するた
め、高精度の粗さを行なうことが困難であるとい
う問題があつた。
For this reason, in cases such as nanometer-order roughness measurement, even if improvements are made to improve accuracy as described above, in reality, various vibrations can cause problems between the surface to be measured and the measurement system. Due to the varying spacing, there was a problem in that it was difficult to perform highly accurate roughening.

(発明の目的) この発明は従来技術における上述の問題の克服
を意図しており、被測定面と測定系との間の間隔
が変動しても高精度の粗さ測定を行なうことがで
きる表面粗さ測定装置を提供することを目的とす
る。
(Object of the Invention) The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems in the prior art, and provides a surface roughness measurement on which highly accurate roughness measurements can be made even if the distance between the surface to be measured and the measurement system varies. The purpose of the present invention is to provide a roughness measuring device.

(目的を達成するための手段) 上述の目的を達成するため、この発明は、被測
定面を走査して前記被測定面の表面粗さを測定す
る表面粗さ測定装置を対象として、(a)所定箇所に
位置決めされたセンサ面を有し、その時点におけ
る前記被測定面上の被走査領域の中心部と前記セ
ンサ面との間の相対的距離関係を光学的に検出す
る第1の距離センサと、(b)前記第1の距離センサ
のセンサ面に対して所定の位置関係にある箇所に
位置決めされた別のセンサ面を有し、前記中心部
の近傍領域と前記別のセンサ面との間の平均的な
相対的距離関係を光学的に検出する第2の距離セ
ンサと、(c)前記第1と第2の距離センサのそれぞ
れの検出結果に基いて、前記中心部と前記近傍領
域との間の相対的凹凸関係を演算して求める演算
手段とを設け、前記相対的凹凸関係に基いて前記
被測定面の表面粗さを求める。
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention targets a surface roughness measuring device that scans a surface to be measured and measures the surface roughness of the surface to be measured. ) A first distance that has a sensor surface positioned at a predetermined location and optically detects the relative distance relationship between the center of the scanned area on the surface to be measured and the sensor surface at that point in time; (b) another sensor surface positioned in a predetermined positional relationship with respect to the sensor surface of the first distance sensor, and a region near the center and the another sensor surface; (c) a second distance sensor that optically detects an average relative distance relationship between the central portion and the neighboring area based on the detection results of the first and second distance sensors; and calculation means for calculating and calculating a relative unevenness relationship between the regions, and calculating the surface roughness of the surface to be measured based on the relative unevenness relationship.

(実施例) A 実施例の構成 第1図は、この発明の一実施例である表面粗
さ測定装置100を示す図である。この装置1
00は、被測定物8を支持・移動させるための
支持機構20と、後述する光学系や検出系を含
んだセンサヘツド30とを備えている。このう
ち、支持機構20は、固定台21上を図のX方
向に並進移動する電動スライドテーブル22を
有しており、この電動スライドテーブル22
は、リニアアクチユエータ23の駆動力によつ
て上記並進移動を行なう。
(Example) A. Configuration of Example FIG. 1 is a diagram showing a surface roughness measuring device 100 which is an example of the present invention. This device 1
00 includes a support mechanism 20 for supporting and moving the object to be measured 8, and a sensor head 30 including an optical system and a detection system, which will be described later. Among these, the support mechanism 20 has an electric slide table 22 that moves in translation in the X direction in the figure on a fixed base 21.
performs the above-mentioned translational movement by the driving force of the linear actuator 23.

電動スライドテーブル22上には、3個の
PZT24a〜24cがほぼ正三角形状に固定
配置されており、このPZT24a〜24c上
にサンプル台25が取付けられている。被測定
物(サンプル)8はこのサンプル台25上に載
置されている。PZT24a〜24cはPZTコ
ントローラ52から与えられるPZT制御信号
によつて図のZ方向に個別に伸縮する。その結
果、サンブル台25(したがつて被測定物8の
被測定面9)は、その面の姿勢と法線方向nに
ついての位置(図示例ではZ方向の高さ)とが
可変となつている。このため、これらのPZT
24a〜24ct等によつて、被測定面9の姿勢
および法線方向の位置を変化させる可変移動機
構が構成されていることになる。
On the electric slide table 22, there are three
PZTs 24a to 24c are fixedly arranged in a substantially equilateral triangular shape, and a sample stage 25 is mounted on these PZTs 24a to 24c. The object to be measured (sample) 8 is placed on this sample stage 25 . The PZTs 24a to 24c individually expand and contract in the Z direction in the figure in response to a PZT control signal given from the PZT controller 52. As a result, the sample table 25 (and therefore the surface to be measured 9 of the object to be measured 8) has a variable attitude and position in the normal direction n (height in the Z direction in the illustrated example). There is. For this reason, these PZT
24a to 24ct and the like constitute a variable movement mechanism that changes the attitude and normal position of the surface to be measured 9.

一方、センサヘツド30は、中空円筒状のセ
ンサ筒45の下端に、集光レンズ31とミロー
型干渉機構32とを備えている。ただし、この
実施例では、第2図に示すように、集光レンジ
31として、その下面が平坦なレンズ(ミロー
型対物レンズ)を使用し、この平坦面を基準面
33として使用する。また、この基準面33の
中心部付近には遮光層Wが埋込まれている。さ
らに、ハーフミラー34は第11図のビームス
プリツタ7と同様の機能を果する。
On the other hand, the sensor head 30 includes a condensing lens 31 and a Mireau type interference mechanism 32 at the lower end of a hollow cylindrical sensor tube 45. However, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a lens (Mirow type objective lens) whose lower surface is flat is used as the condensing range 31, and this flat surface is used as the reference surface 33. Further, a light shielding layer W is embedded near the center of this reference surface 33. Furthermore, the half mirror 34 performs the same function as the beam splitter 7 shown in FIG.

集光レンズ31の上方には、単色光源35か
らの光を部分反射するハーフミラー36が設け
られており、さらにこのハーフミラー36の上
方には遮光板37が設けられている。この遮光
板37の中心には所定のサイズ(たとえば直径
10μm)のピンホール38が穿設されており、
このピンホール38の上方には光電子増倍管3
9が位置決めされている。また、遮光板37の
下面には、上記ピンホール38を中心とした同
心円上に3個のシリコンフオトデイテクタ40
a〜40cがほぼ等角度間隔で固定されてい
る。これらのフオトデイテクタ40a〜40c
は比較的大きなセンサ面を有しているととも
に、上記光電子増倍管39のセンサ面に対して
固定的な位置関係を有している。
A half mirror 36 that partially reflects the light from the monochromatic light source 35 is provided above the condenser lens 31, and a light shielding plate 37 is provided above the half mirror 36. The center of this light shielding plate 37 has a predetermined size (for example, a diameter
A pinhole 38 of 10μm) is drilled,
Above this pinhole 38 is a photomultiplier tube 3.
9 is positioned. Further, on the lower surface of the light shielding plate 37, three silicon photodetectors 40 are arranged concentrically around the pinhole 38.
a to 40c are fixed at approximately equal angular intervals. These photo detectors 40a to 40c
has a relatively large sensor surface and has a fixed positional relationship with respect to the sensor surface of the photomultiplier tube 39.

後述する説明から明らかとなるように、以上
の光学的構成のうち、ミロー型干渉機構32、
ピンホール38および光電子増倍管39によつ
て、被測定面9のうちその時点において光照射
している領域Aの中心部P(第3図)と光電子
増倍管39の受光面(センサ面)との間の距離
関係を検出する「第1の距離センサ」の検出光
学系が形成される。また、ミロー型干渉機構3
2およびフオトデイテクタ40a〜40cによ
つて、第3図の中心部Pを囲む3個の近傍領域
Ra〜Rcとフオトデイテクタ40a〜40cの
センサ面とのそれぞれの間の相対的距離関係を
平均的に求める「第2の距離センサ」の検出光
学系が形成される。すなわち、この実施例で
は、ミロー型干渉機構32が第1と第2の距離
センサに兼用されている。
As will become clear from the description below, among the above optical configurations, the Mireau type interference mechanism 32,
The pinhole 38 and the photomultiplier tube 39 connect the center P of the area A of the surface to be measured 9 that is currently irradiated with light (FIG. 3) and the light-receiving surface (sensor surface) of the photomultiplier tube 39. ) is formed as a detection optical system of a "first distance sensor" that detects the distance relationship between the two. In addition, Mireau type interference mechanism 3
2 and photodetectors 40a to 40c, three neighboring regions surrounding the center P in FIG.
A detection optical system of a "second distance sensor" is formed that averages the relative distance relationship between each of R a to R c and the sensor surfaces of the photodetectors 40a to 40c. That is, in this embodiment, the Mireau type interference mechanism 32 is used as both the first and second distance sensors.

次に、信号処理系統について説明する。この
装置100の信号処理系統は2系統に大別され
ており、そのうちのひとつは検出データから表
面粗さを演算して求める系統である。この系統
は、(a)光電子増倍管39とフオトデイテクタ4
0a〜40cのそれぞれの検出出力(干渉信
号)Sp,Sa〜Scに対してそれぞれ後述する演算
を行ない、それによつて光路差信号Dp,Da
Dc(後述する。)を発生する干渉信号処理回路
61p,61a〜61b、(b)上記光路差信号
Da〜Dcの和を求める加算器62、(c)加算器6
2の出力を“3”で除する除算器63、および
(d)除算器63の出力を光路差信号Dpから差引
く減算器64を備えている。これらの各演算を
行なう理由は、後に詳述する。そして、減算器
64の出力(局所的凹凸信号)はコンピユータ
50に与えられ、ここで蓄積されるとともにプ
ロツタ65に与えられる。後述する走査によつ
て被測定面9の全体についての測定が行なわれ
ることによつて、このプロツタ65には測定さ
れた粗さ状態が記録される。
Next, the signal processing system will be explained. The signal processing system of this device 100 is roughly divided into two systems, one of which is a system that calculates surface roughness from detected data. This system consists of (a) a photomultiplier tube 39 and a photodetector 4;
The calculations described later are performed on the respective detection outputs (interference signals) S p , S a -S c of 0a to 40c, and thereby the optical path difference signals D p , D a -
Interference signal processing circuits 61p, 61a to 61b that generate D c (described later), (b) the optical path difference signal
Adder 62 for calculating the sum of D a to D c , (c) Adder 6
a divider 63 that divides the output of 2 by "3", and
(d) A subtracter 64 is provided for subtracting the output of the divider 63 from the optical path difference signal D p . The reason for performing each of these operations will be explained in detail later. The output of the subtracter 64 (local unevenness signal) is given to the computer 50, where it is accumulated and also given to the plotter 65. By measuring the entire surface to be measured 9 by scanning to be described later, the measured roughness state is recorded on the plotter 65.

一方、他の信号処理系統は、走査制御と
PZT24a〜24cの伸縮制御とを行なうた
めのものである。この系統では、フオトデイテ
クタ40a〜40cの検出出力(干渉信号)Sa
〜Scを取込んでPZTコントローラ52に駆動
制御信号を出力する。この実施例ではコンピユ
ータ50によつてこの機能を実現させている。
また、コンピユータ50から走査移動のための
走査制御信号をリニアアクチユエータ電源回路
53に出力する。
On the other hand, other signal processing systems are
This is for controlling the expansion and contraction of the PZTs 24a to 24c. In this system, the detection outputs (interference signals) of photodetectors 40a to 40c S a
~S c is taken in and a drive control signal is output to the PZT controller 52. In this embodiment, this function is realized by the computer 50.
Further, the computer 50 outputs a scanning control signal for scanning movement to the linear actuator power supply circuit 53.

なお、図示例では理解を容易にするために信
号処理系統にハード回路を部分的に使用してい
るが、これらの回路の機能をすべてソフト的に
行なうことが可能であることはもちろんであ
る。
In the illustrated example, hardware circuits are partially used in the signal processing system for ease of understanding, but it is of course possible to perform all functions of these circuits using software.

B 実施例の動作 次に、この装置100の動作を、実施例の特
徴部を中心にして説明する。
B Operation of Embodiment Next, the operation of this device 100 will be explained focusing on the characteristic parts of the embodiment.

まず、光源35からの光Lによつて被測定面
9上の光照射領域Aと基準面33とを照射し、
それによつて生ずる2種類の反射光LS,LR
(第3図)から干渉光Iを得るまでの光学的原
理は従来例と同様である。ただし、既に説明し
たように、その時点で凹凸を検出しようおして
いる領域(中心部P)よりも大きな領域を光照
射領域Aとしている。
First, the light irradiation area A on the surface to be measured 9 and the reference surface 33 are irradiated with light L from the light source 35,
Two types of reflected light LS and LR are generated as a result.
The optical principle from (FIG. 3) to obtaining the interference light I is the same as that of the conventional example. However, as already explained, the light irradiation area A is a larger area than the area (center P) where the unevenness is being detected at that time.

干渉光Iのうち、中心部Pからの反射光LS
を含む光は、ピンホール38を通つて光電子増
倍管39に与えられ、この光電子増倍管39に
おいてその強度に応じた光電変換信号(干渉信
号)Spに変換される。また、干渉光Iのうち、
第3図の近傍領域Ra〜Rcのそれぞれからの反
射光を含む光はそれぞれフオトアデイテクタ4
0a〜40cによつて検出されて光電変換され
る。
Of the interference light I, the reflected light LS from the center P
The light containing the light is given to the photomultiplier tube 39 through the pinhole 38, and is converted in the photomultiplier tube 39 into a photoelectric conversion signal (interference signal) S p according to its intensity. Also, of the interference light I,
Light including reflected light from each of the neighboring regions R a to R c in FIG.
0a to 40c and photoelectrically converted.

これらのうち、フオトデイテクタ40a〜4
0cの受光面はピンホール38の断面積と比較
してある程度大きな面積とされているため、フ
オトデイテクタ40a〜40cのそれぞれの光
電変換信号(干渉信号)Sa〜Scは、近傍領域
Ra〜Rcのそれぞれの内部の凹凸を平均化した
高さを反映した信号となつている。つまり、第
4図のような凹凸を持つた被測定面9の場合に
は、近傍領域Ra〜Rcのそれぞれ平均高さHa
Hc(Hcは図示省略。)を反映した干渉信号Sa
Scが得られることになる。
Among these, photo detectors 40a to 4
Since the light-receiving surface of 0c has a somewhat larger area than the cross-sectional area of the pinhole 38, the photoelectric conversion signals (interference signals) S a to S c of the photodetectors 40 a to 40 c are generated in the neighboring area.
The signal reflects the average height of the unevenness inside each of R a to R c . In other words, in the case of the surface to be measured 9 with unevenness as shown in FIG. 4, the average heights of the neighboring regions R a to R c are
Interference signal S a reflecting H c (H c is omitted)
S c will be obtained.

このような光学系および検出系の配置によつ
て干渉信号Sp,Sa〜Scが得られるが、実際の粗
さ測定を開始する前に、まず、コンピユータ5
0からPZTコントローラ52に駆動制御信号
を与えて、PZT24a〜24cを、光Lの波
長λ程度の範囲で一度伸長させる。このとき、
コンピユータ50は干渉信号Sa〜Scを取込みつ
つ上記伸長制御を行なつている。それによつて
PZT24a〜24cの長さ変化(したがつて
被測定面9の全体的な上下変化)に対する干渉
信号Si(i=p、a〜c)の変化を観察する。
第5図に例示するように、この変化は正弦波状
となる。そして、このプロセスを通じて干渉信
号の最大値Sinaxおよび最小値Sinio(i=p、a
〜c)を求める。
Interference signals S p , S a to S c can be obtained by arranging the optical system and detection system in this way, but before starting the actual roughness measurement, first, the computer 5
0 to the PZT controller 52 to once extend the PZTs 24a to 24c within a range of approximately the wavelength λ of the light L. At this time,
The computer 50 performs the above expansion control while taking in the interference signals S a to S c . By that
Observe the change in the interference signal S i (i=p, a to c) with respect to the change in length of the PZTs 24a to 24c (therefore, the overall vertical change in the surface to be measured 9).
As illustrated in FIG. 5, this change is sinusoidal. Through this process, the maximum value S inax and the minimum value S inio (i=p, a
Find ~c).

その後、近傍領域Ra〜Rcについての各干渉
信号Sa〜Scがそれぞれの最大値と最小値との平
均値Sa0,Sb0,Sc0となる位置までPZT24a
〜24cを伸縮しておく。
After that, the PZT24a is moved to the position where each interference signal S a to S c for the neighboring regions R a to R c becomes the average value S a0 , S b0 , S c0 of the respective maximum value and minimum value.
~ 24c is expanded and contracted.

これらのルーチンは第6図に例示されている
が、そのつい、PZT24a〜24cを干渉信
号Sa〜Scがその平均値(中央値)となるように
位置決めするステツプにおいては、上記平均値
Sa0,Sb0,Sc0とその時点における干渉信号Sa
Sb,Scとのそれぞれの偏差をΔa,Δb,Δcとし
て、PZT24aについては、 Δ0a=(Δa+Δb+Δc)/3+α(Δb+Δc−2Δ
a)……(7) を偏差パラメータとし、この偏差パラメータ
Δ0aがゼロまたはその近傍の値となるように、
PZT24aを駆動する。他のPZT24a,2
4cについては(7)式内の添字a,b,cの循環
的に変えたものを使用する。また、αはあらか
じめ設定しておいた傾斜補正係数である。
These routines are illustrated in FIG. 6. Next, in the step of positioning the PZTs 24a to 24c so that the interference signals S a to S c have their average values (median values),
S a0 , S b0 , S c0 and the interference signal S a at that point,
Assuming that the deviations from S b and S c are Δ a , Δ b , and Δ c , for PZT24a, Δ 0a = (Δ a + Δ b + Δ c )/3+α (Δ b + Δ c −2Δ
a )...(7) is the deviation parameter, and so that this deviation parameter Δ 0a is zero or a value close to it,
Drive PZT24a. Other PZT24a, 2
For 4c, use the subscripts a, b, and c in equation (7) that are changed cyclically. Further, α is a tilt correction coefficient set in advance.

このようにすることによつて、被測定面9
は、第5図の点Qに相当する高さに調整され
る。このようにするのは、点Qまたはこれと
360゜の整数倍だけ位相がずれた他の点Q′におい
ては、被測定面9の高さ変化に対する干渉信号
Siの変化率(第6図のグラフの微分係数)が最
も大きくなつており、測定精度が向上するため
である。なお、被測定面高さの変化の方向と干
渉信号Siの変化符号との関係は上記のものと逆
転するが、第5図中の点Q1,Q2に相当する高
さとなるように調整を行なつてもよい。
By doing this, the surface to be measured 9
is adjusted to a height corresponding to point Q in FIG. To do this, point Q or this
At another point Q' whose phase is shifted by an integral multiple of 360°, the interference signal due to the height change of the surface to be measured 9 is
This is because the rate of change in S i (the differential coefficient in the graph of FIG. 6) is the largest, improving measurement accuracy. Note that the relationship between the direction of change in the height of the surface to be measured and the sign of change in the interference signal S i is reversed from the above, but the heights correspond to points Q 1 and Q 2 in Fig. 5. Adjustments may be made.

これらの点Q,Q′,Q1,Q2は、入射する光
Lが被測定面9で反射して戻つてくるまでの光
路長と、基準面33で反射して戻つてくるまで
の光路長との差(つまり、反射光LS,LRの光
路差)が、光Lの波長λの1/4の奇数倍となつ
ているような被測定面高さに相当する。換言す
れば、これらの点Q,Q′,Q1,Q2では、反射
光LS,LRの相互の位相差が90゜の奇数倍にな
つている。ただし、点Q,Q′などの近傍(た
とえば干渉信号の振幅の±0.2倍程度)に相当
する距離としても、上記変化率としてかなりの
値が得られる。
These points Q, Q', Q 1 and Q 2 are the optical path length of the incident light L until it is reflected by the surface to be measured 9 and returns, and the optical path length of the incident light L until it is reflected by the reference surface 33 and returned. This corresponds to the height of the surface to be measured such that the difference with the length (that is, the optical path difference between the reflected lights LS and LR) is an odd multiple of 1/4 of the wavelength λ of the light L. In other words, at these points Q, Q', Q 1 , and Q 2 , the mutual phase difference between the reflected lights LS and LR is an odd multiple of 90°. However, even if the distance corresponds to the vicinity of points Q, Q', etc. (for example, about ±0.2 times the amplitude of the interference signal), a considerable value can be obtained as the rate of change.

このようにして、PZT24a〜24cは同
一の位相差に相当する高さに調整され、被測定
面9と基準面33とは光学的に平行される。た
だし、「光学的に平行」とは、それぞれ反射さ
せた光を干渉させたときに、光束の断面の各部
分の位相が1波長内で同一となつていることを
言うものとする。したがつて、後述する変形例
(第10図)のように、被測定面9と基準面3
3とが幾何学的には非平行であつてもよい。こ
のような光学的平行性を実現されておくことに
より、3つの干渉信号Sa〜Scの光路差が波長λ
の整数倍だけずれた状態で測定を行なつてしま
うという事態が回避される。
In this way, the PZTs 24a to 24c are adjusted to heights corresponding to the same phase difference, and the surface to be measured 9 and the reference surface 33 are optically parallel to each other. However, "optically parallel" means that when the respective reflected lights are caused to interfere, the phases of each part of the cross section of the light beam are the same within one wavelength. Therefore, as in a modified example (FIG. 10) to be described later, the surface to be measured 9 and the reference surface 3
3 may be geometrically non-parallel. By achieving such optical parallelism, the optical path difference between the three interference signals S a to S c is equal to the wavelength λ
This avoids a situation where measurements are performed with a deviation of an integer multiple of .

なお、このような調整処理は、実際の粗さ測
定を行なう前に1度行なつておくだけてもよい
が、被測定面9がゆるやかにうねつていたり、
電動テーブル22に傾きがあつたりすることに
よつて走査の進行とともに被測定面9の高さが
点Qを中心とした所定範囲を逸脱するような場
合も考えられる。このような場合にも対処する
ためには、干渉信号Sa〜Scと第5図のしきい値
STHとを常に比較しておき、干渉信号Sa〜Sc
±STHのレンジを超える都度、上記調整を行な
うようにしておくことが望ましい。
Note that such adjustment processing may be performed only once before performing the actual roughness measurement, but if the surface to be measured 9 is gently undulating,
There may be a case where the height of the surface to be measured 9 deviates from a predetermined range centered on the point Q as the scanning progresses due to the electric table 22 being tilted. In order to deal with such cases, it is necessary to use the interference signals S a to S c and the threshold values shown in Figure 5.
It is desirable to constantly compare the interference signals S a to S TH with S TH and perform the above adjustment each time the interference signals S a to S c exceed the range of ±S TH .

また、上記のようにして得られた最大値
Sinaxおよび最小値Sinio(i=p、a〜c)の値
は、実際の測定時における光路差信号への変換
処理(後述する。)の目的で、図示しない信号
線を介してコンピユータ50から第1図の干渉
信号処理回路61p,61a〜61bへ与えて
おく。
Also, the maximum value obtained as above
The values of S inax and minimum value S inio (i=p, a to c) are sent to the computer 50 via a signal line (not shown) for the purpose of conversion processing (described later) into an optical path difference signal during actual measurement. 1 to the interference signal processing circuits 61p, 61a to 61b shown in FIG.

次に、実際の粗さ測定処理について説明す
る。なお、以下の処理は、第7図のフローチヤ
ートにも示されている。まず、第1図のリニア
アクチユエータ23を駆動してで電動テーブル
22をx方向に順次移動させ、それによつて光
走査を開始する。取込まれた干渉信号Sp,Sa
Scは第1図の干渉信号処理回路61p,61a
〜61cにそれぞれ与えられる。これらの干渉
信号処理回路61p,61a〜61cでは、光
路差信号Di(i=p、a〜c)を、次の(8)〜(10)
式に基いて演管して求める。
Next, the actual roughness measurement process will be explained. Note that the following processing is also shown in the flowchart of FIG. First, the linear actuator 23 shown in FIG. 1 is driven to sequentially move the electric table 22 in the x direction, thereby starting optical scanning. Captured interference signals S p , S a ~
S c is the interference signal processing circuit 61p, 61a in FIG.
~61c, respectively. These interference signal processing circuits 61p, 61a to 61c process the optical path difference signal D i (i=p, a to c) as follows (8) to (10).
It is determined by performing a performance based on the formula.

Di=(λ/2π)sin-1(K1i/K2i) ……(8) Kii≡2Si−(Sinax+Sinio) ……(9) K2i≡Sinax−Sinio ……(10) (i=p、a〜c) 上記(8)〜(10)式が、干渉信号の値から光路差を
求める式になつていることは、(8)〜(10)式をSi
ついて解いて、 Si[(Sinax−Sinio)sin(2πDi/λ)+(Sinax+Sin
io
)]/2……(11) とすることによつて容易に理解できる。このう
ち、 (Sinax−Sinio)/2 は振幅であり、 (Sinax+Sinio)/2 は原点移動量である。
D i = (λ/2π) sin -1 (K 1i / K 2i ) ……(8) K ii ≡2S i − (S inax + S inio ) ……(9) K 2i ≡S inax −S inio …… (10) (i=p, a to c) The fact that the above equations (8) to (10) are formulas for calculating the optical path difference from the value of the interference signal means that equations (8) to (10) can be Solving for i , S i [(S inax −S inio ) sin (2πD i /λ) + (S inax + S in
io
)]/2...(11) This can be easily understood. Of these, (S inax - S inio )/2 is the amplitude, and (S inax + S inio )/2 is the amount of movement of the origin.

このようにして求まつた光路差信号Di(i=
p、a〜c)は、加算器62、除算器63およ
び減算器64によつて、中心部Pについての凹
凸信号: Zp=Dp−(Da+Db+Dc)/3 ……(12) となる。この式からわかるように、凹凸信号Zp
は、中心部Pと近傍領域Ra〜Rcとの間の相対
的凹凸関係(位置関係)を表現する値を持つて
いる。つまり、光路差信号Da〜Dcは各近傍領
域Ra〜Rcのそれぞれにおいて、領域Ra〜Rc
の平均高さHa〜Hcの反映した信号となつてい
るが、それらを平均化して光照射領域A全体と
しての平均高さを求め、それを基準として中心
部Pの光路差信号Dpのレベルを見ていること
になる。
The optical path difference signal D i (i=
p, a to c) are processed by the adder 62, the divider 63, and the subtracter 64 as unevenness signals about the center P: Z p =D p -(D a +D b +D c )/3...( 12) becomes. As can be seen from this equation, the unevenness signal Z p
has a value expressing the relative unevenness relationship (positional relationship) between the center P and the neighboring regions R a to R c . In other words, the optical path difference signals D a to D c are signals that reflect the average heights H a to H c within the regions R a to R c in each of the neighboring regions R a to R c , but these is averaged to obtain the average height of the entire light irradiation area A, and the level of the optical path difference signal D p at the center P is determined based on this average height.

したがつて、被測定物8の振動などによつて
被測定面が全体として上下動し、それによつて
各光路差信号Di(i=p、a〜c)がそれぞれ
シフトしても、(12)式によつてそれらが互いにキ
ヤンセルされるため、正確な凹凸状態を知るこ
とができるのである。そして、この凹凸信号Zp
はコンピユータ50に取り込まれ、そのレベル
と走査位置との関係がプロツタ65で記録紙上
に記録される。走査によつてこの処理を被測定
面9の各位置について行なうことにより、被測
定面9の粗さが測定される。
Therefore, even if the surface to be measured as a whole moves up and down due to vibration of the object to be measured 8, and each optical path difference signal D i (i=p, a to c) shifts accordingly, ( Since these are mutually canceled by Equation 12), it is possible to know the exact unevenness state. Then, this unevenness signal Z p
is taken into the computer 50, and the relationship between the level and the scanning position is recorded on recording paper by the plotter 65. By performing this process on each position of the surface to be measured 9 by scanning, the roughness of the surface to be measured 9 is measured.

C データ例 第8図は上記実施例によつて測定された凹凸
信号Zp(第8図c)を、光路差信号Dp,Da(同
図a,b)とともに示したグラフである。ただ
し、横軸は時刻であり、この第8図の例では、
外部からの振動の影響を見るために被測定物8
は静止させている(つまり走査は行なつていな
い。)。そして、図中の時刻t1において被測定物
8を強制的に振動させるような衝撃力を与えて
いる。
C Data Example FIG. 8 is a graph showing the unevenness signal Z p (FIG. 8 c) measured by the above embodiment together with the optical path difference signals D p and D a (FIG. 8 a, b). However, the horizontal axis is time, and in this example of Figure 8,
Object to be measured 8 to check the influence of external vibrations
is stationary (that is, no scanning is performed). Then, at time t1 in the figure, an impact force is applied to forcibly vibrate the object to be measured 8.

この図からわかるように、このような振動に
対して光路差信号Dp,Da(Db,Dcも同様。)は
かなり動揺するが、それらの差に相当する凹凸
信号Zpにはほとんど動揺はない。
As can be seen from this figure, the optical path difference signals D p and D a (the same goes for D b and D c ) fluctuate considerably due to such vibrations, but the unevenness signal Z p corresponding to the difference between them fluctuates considerably. There is almost no disturbance.

また、実際に鏡面仕上げされた被測定面9の
走査を行なつて表面粗さを測定した結果である
第9図では、微細な凹凸が凹凸信号Zpによつて
とらえられている様子がわかる。ただし、第8
図において、t2〜t3が走査(並進移動)によつ
て実質的な測定を行なつている期間である。
Furthermore, in Figure 9, which is the result of measuring the surface roughness by actually scanning the mirror-finished surface 9 to be measured, it can be seen that minute irregularities are captured by the irregularity signal Z p . . However, the 8th
In the figure, t 2 to t 3 is a period during which substantial measurements are performed by scanning (translational movement).

D 変形例 なお、上記実施例ではPTZ24a〜24c
による制御をあわせて行なうことによつて振動
の影響の防止と精度向上との双方が現実されて
いるが、この発明においてはこのPZT24a
〜24cによる制御は必須ではない。
D Modification In addition, in the above example, PTZ24a to 24c
By performing control together with PZT24a, it is possible to both prevent the influence of vibration and improve accuracy.
Control by ~24c is not essential.

また、PZT24a〜24cによる制御を行
なう場合にも、第10図のようにトワイマング
リーン干渉機構を利用した装置において、基準
板80の反射表面としての基準面81の法線方
向nの位置や姿勢を、基準板支持部83と固定
面84との間に介挿させたPZT82a〜82
cで変化させてもよい。ただし第10図におい
て、基準面81への光は、ハーフミラー87と
対物レンズ85とを介して与えられる。また、
被測定面9への光は集光レンズ86を介して与
えられている。もちろん、基準面と被測定面と
の双方の位置や姿勢を変え得るように、双方を
可変支持機構で支持してもよい。
Also, when performing control using the PZTs 24a to 24c, the position and orientation of the reference plane 81 as the reflective surface of the reference plate 80 in the normal direction n in an apparatus using the Twyman Green interference mechanism as shown in FIG. are inserted between the reference plate support part 83 and the fixing surface 84.
It may be changed by c. However, in FIG. 10, light to the reference plane 81 is provided via a half mirror 87 and an objective lens 85. Also,
Light is applied to the surface to be measured 9 via a condenser lens 86 . Of course, both the reference surface and the measured surface may be supported by a variable support mechanism so that the positions and postures of both can be changed.

さらに、上記実施例では3つの近傍領域Ra
〜Rcについての検出結果を用いているが、検
出する近傍領域の数を限定するものではなく、
いくつであつてもよい。もつとも、被測定面上
にある程度の領域について、その空間的な位
置・姿勢を正確に知るためには、3つ以上の近
傍領域を設定することが好ましい。また、方向
による誤差を減少させるためには、上記実施例
のように中心部Pを等角度で取り囲むように近
傍領域を設定することが好ましい。
Furthermore, in the above embodiment, three neighboring regions R a
Although the detection results for ~R c are used, it does not limit the number of nearby regions to be detected;
There can be any number. However, in order to accurately know the spatial position and orientation of a certain area on the surface to be measured, it is preferable to set three or more neighboring areas. Furthermore, in order to reduce errors due to direction, it is preferable to set the neighboring regions so as to surround the center P at equal angles as in the above embodiment.

被測定面を移動させることによつて走査を行
なう場合のみでなく、センサヘツド側を移動さ
せる場合などにもこの発明は適用できる。ま
た、光の干渉を利用した装置だけでなく、デフ
オーカス量から距離測定を行なう表面粗さ測定
装置などにもこの発明は適用可能である。(発
明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、近傍
領域の平均的な高さを基準とした凹凸関係に基い
て表面粗さを測定するため、被測定面や測定系に
振動が加わつてこれらの間の間隔が変化しても高
精度の粗さ測定を行なうことができる。
The present invention can be applied not only when scanning is performed by moving the surface to be measured, but also when moving the sensor head side. Furthermore, the present invention is applicable not only to devices that utilize optical interference, but also to surface roughness measuring devices that measure distance from the amount of defocus. (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, since the surface roughness is measured based on the unevenness relationship based on the average height of the neighboring area, vibrations are generated in the surface to be measured and the measurement system. Even if the spacing between these changes with the addition of , highly accurate roughness measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例の概略構成を示す図、第2図
は、実施例におけるセンサヘツドの内部構成を示
す図、第3図ないし第5図は、実施例の動作説明
図、第6図および第7図は、実施例の動作を示す
フローチヤート、第8図および第9図はデータ例
を示すグラフ、第10図は、この発明の変形例を
示す図、第11図は、従来装置の配置図である。 8……被測定物、9……被測定面、24a〜2
4c,82a〜82c……PZT、31……集光
レンズ、32……ミロー型干渉機構、33,81
……基準面、35……光源、37……遮光板、3
8……ピンホール、39……光電子増倍管、40
a〜40c……フオトデイテクタ、61p,61
a〜61c……干渉信号処理回路。
FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of the embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the sensor head in the embodiment, FIGS. 3 to 5 are explanatory diagrams of the operation of the embodiment, and FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the embodiment, FIGS. 8 and 9 are graphs showing data examples, FIG. 10 is a diagram showing a modification of the present invention, and FIG. 11 is a diagram showing a conventional device. It is a layout diagram. 8...Object to be measured, 9...Surface to be measured, 24a-2
4c, 82a-82c...PZT, 31... Condensing lens, 32... Mireau type interference mechanism, 33, 81
... Reference plane, 35 ... Light source, 37 ... Light shielding plate, 3
8...Pinhole, 39...Photomultiplier tube, 40
a~40c...Photodetector, 61p, 61
a to 61c...interference signal processing circuits.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被測定面を走査して前記被測定面の表面粗さ
を測定する表面粗さ測定装置であつて、 所定箇所に位置決めされたセンサ面を有し、そ
の時点における前記被測定面上の被走査領域の中
心部と前記センサ面との間の相対的距離関係を光
学的に検出する第1の距離センサと、 前記第1の距離センサのセンサ面に対して所定
の位置関係にある箇所に位置決めされた別のセン
サ面を有し、前記中心部の近傍領域と前記別のセ
ンサ面との間の平均的な相対的距離関係を光学的
に検出する第2の距離センサと、 前記第1と第2の距離センサのそれぞれの検出
結果に基いて、前記中心部と前記近傍領域との間
の相対的凹凸関係を演算して求める演算手段とを
備え、 前記相対的凹凸関係に基いて前記被測定面の表
面粗さを求めることを特徴とする表面粗さ測定装
置。 2 前記第1と第2の距離センサは、測定光が所
定の基準面と前記被測定面とのそれぞれで反射さ
れて得られる第1と第2の反射光の光路差に応じ
た光干渉を生じさせる干渉機構と、前記干渉機構
からの干渉光を検出する光センサとを備えてお
り、 前記被測定面と前記基準面との少なくとも一方
は、所定の駆動手段によつて当該面の姿勢および
法線方向の位置を変化させることのできる可変支
持機構で支持されているとともに、 前記第1と第2の距離センサの検出出力に基い
て、(a)前記被測定面と前記基準面とを光学的に実
質的に平行とし、(b)かつ前記第1と第2の反射光
の間の光路差を測定光の波長の1/4の奇数倍また
はその近傍の距離とするように、前記可変支持機
構の駆動手段に駆動制御信号を与える位置・姿勢
制御手段が設けられた、特許請求の範囲第1項記
載の表面粗さ測定装置。
[Scope of Claims] 1. A surface roughness measuring device that measures the surface roughness of a surface to be measured by scanning the surface, the device comprising: a sensor surface positioned at a predetermined location; a first distance sensor that optically detects the relative distance relationship between the center of the scanned area on the surface to be measured and the sensor surface; a second distance having another sensor surface positioned at a position in a positional relationship, and optically detecting an average relative distance relationship between a region near the center and the another sensor surface; a sensor; and a calculating means for calculating a relative unevenness relationship between the central portion and the neighboring area based on the detection results of the first and second distance sensors, A surface roughness measuring device characterized in that the surface roughness of the surface to be measured is determined based on a relationship between concavities and convexities. 2 The first and second distance sensors generate optical interference according to the optical path difference between the first and second reflected lights obtained when the measurement light is reflected by a predetermined reference surface and the measured surface, respectively. and an optical sensor that detects the interference light from the interference mechanism, and at least one of the surface to be measured and the reference surface is configured to adjust the posture and orientation of the surface by a predetermined driving means. It is supported by a variable support mechanism that can change the position in the normal direction, and based on the detection outputs of the first and second distance sensors, (a) the surface to be measured and the reference surface are (b) and the optical path difference between the first and second reflected lights is an odd multiple of 1/4 of the wavelength of the measurement light or a distance in the vicinity thereof; The surface roughness measuring device according to claim 1, further comprising position/attitude control means for applying a drive control signal to the drive means of the variable support mechanism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19616245C2 (en) * 1996-04-15 1998-06-18 Zam Zentrum Fuer Angewandte Mi Method and arrangement for non-destructive, non-contact testing and / or evaluation of solids, liquids, gases and biomaterials
JP2002333311A (en) * 2001-05-10 2002-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Shape measuring apparatus and method
CN1322309C (en) * 2005-08-09 2007-06-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 Surface roughness non-contact measuring system
JP5692790B2 (en) * 2011-02-02 2015-04-01 オプテックス・エフエー株式会社 Tablet appearance inspection device and PTP packaging machine
CN104019773B (en) * 2014-06-06 2017-10-13 东莞市瀛通电线有限公司 A kind of wire surface roughness measurement method and the equipment for implementing this method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58151509A (en) * 1982-03-05 1983-09-08 Hitachi Ltd Optical measuring method of surface roughness

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JPS63201509A (en) 1988-08-19

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