JP2002107114A - Oblique-incidence interferometer device - Google Patents

Oblique-incidence interferometer device

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JP2002107114A JP2000296596A JP2000296596A JP2002107114A JP 2002107114 A JP2002107114 A JP 2002107114A JP 2000296596 A JP2000296596 A JP 2000296596A JP 2000296596 A JP2000296596 A JP 2000296596A JP 2002107114 A JP2002107114 A JP 2002107114A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oblique-incidence interferometer device with which a face to be inspected is adjusted satisfactorily and simply by a method, wherein an adjusting- pattern generation means with which an optical pattern, capable of judging its direction of rotation can be generated on an image forming face is arranged inside an optical path, the optical pattern is compared with a reference pattern giving the position reference of the optical pattern and the posture of the face to be inspected is adjusted by a face-to-be-inspected adjusting means, in such a way that both patterns coincide. SOLUTION: A cross-pattern generation member 41 is arranged and installed freely insertable and removable in the optical path of light, which is made to be parallel light by collimator lens 14. The generation member 14 is formed, in such a way that a cross-shaped through hole is bored and formed in a light-shielding mask plate. When the generation member is inserted in the optical path, a cross-shaped optical pattern is formed on a screen 18 by a luminous flux, which has passed the through hole. The posture of the face 2a to be inspected is adjusted, in such a way that the position of the cross-shaped optical pattern formed of the luminous flux of reference light B coincides with the position of a cross-shaped optical pattern formed of measuring light C. Thereby, the face 2a to be inspected can be aligned and adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に粗面の平面度
を非接触で測定可能とする斜入射干渉計装置の測定光ア
ライメント調整に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measurement light alignment adjustment for an oblique incidence interferometer, which enables non-contact measurement of the flatness of a rough surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、加工物表面の平面度を測定す
るための種々の干渉計装置が知られている。その中でも
凹凸差の大きい被検面の平面度を測定し得る装置とし
て、斜入射干渉計装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various interferometer devices for measuring the flatness of a workpiece surface are known. Among them, an oblique incidence interferometer device is known as a device capable of measuring the flatness of a test surface having a large unevenness.

【0003】斜入射干渉計装置においては、被検面に対
し可干渉光線束を斜めから入射させることにより測定感
度を低くすることができるため、非接触での粗面等の平
面度測定に用いられている。ここで、測定に使用される
光の波長をλ、被検面への入射角をθとすれば、被検面
の凹凸量、すなわち測定感度Δhは下式で表わされる。 Δh=λ/(2 cosθ) すなわち、入射角θが大きくなり斜め入射の程度が大き
くなる程、縞間隔が大きくなり測定感度が低くなるの
で、平面精度が悪い平面を測定することが可能となる。
In the oblique incidence interferometer, the measurement sensitivity can be lowered by obliquely entering a coherent light beam onto the surface to be inspected, so that it is used for non-contact flatness measurement of a rough surface or the like. Have been. Here, assuming that the wavelength of the light used for the measurement is λ and the angle of incidence on the surface to be measured is θ, the amount of unevenness on the surface to be measured, that is, the measurement sensitivity Δh is expressed by the following equation. Δh = λ / (2 cos θ) That is, as the angle of incidence θ increases and the degree of oblique incidence increases, the fringe interval increases and the measurement sensitivity decreases, so that it is possible to measure a plane with poor plane accuracy. .

【0004】図13は、従来の斜入射干渉計装置の第1
の構成例であり、基準原器として平面基準板を用いた例
である。この斜入射干渉計装置は、平行平面板116の
基準平面116aと被検体2の被検面2aとを対向配置
し、基準平面116aに斜め方向から、レーザ光源11
1から発せられコリメータレンズ114により平行光と
された可干渉光を照射し、この基準平面116aと被検
面2aの距離に基づく光路差に応じた干渉縞をスクリー
ン118に投影し、観察者119が観察するようになっ
ている。図13に示すとおり、この例では、参照光と測
定光は基準平面116aにおいて分離され、再びこの面
において合成される。
FIG. 13 shows a first conventional oblique incidence interferometer apparatus.
This is an example in which a plane reference plate is used as a reference prototype. In this oblique incidence interferometer apparatus, a reference plane 116a of a parallel plane plate 116 and a test surface 2a of the subject 2 are arranged to face each other, and the laser light source 11 is obliquely placed on the reference plane 116a.
The collimator lens 114 emits coherent light emitted from the collimator lens 114 and projects an interference fringe corresponding to an optical path difference based on a distance between the reference plane 116a and the test surface 2a on a screen 118, and the observer 119 Is to be observed. As shown in FIG. 13, in this example, the reference light and the measurement light are separated at the reference plane 116a and are combined again at this plane.

【0005】図14は、従来の斜入射干渉計装置の第2
の構成例であり、基準原器として直角二等辺三角形プリ
ズムを用いた、アブラムソン型と呼ばれる例である。図
14および以下の従来例において、図13に示す斜入射
干渉計装置と同様の部材には下二桁を一致させた符号を
付している。この装置は、可干渉平行光を直角二等辺三
角形プリズム216に入射面216bから入射させるも
のであり、上述の第1の例と同じく、基準平面216a
において参照光と測定光が分離され、再びこの面におい
て合成される。この装置では、スクリーン218に投影
された干渉縞をTVカメラ219により撮影し観察する
ように構成されている。
FIG. 14 shows a second conventional oblique incidence interferometer apparatus.
This is an example called an Abramson type using a right-angled isosceles triangular prism as a reference prototype. In FIG. 14 and the following conventional example, the same members as those of the oblique incidence interferometer apparatus shown in FIG. This apparatus causes coherent parallel light to be incident on a right-angled isosceles triangular prism 216 from an incident surface 216b. As in the first example, the reference plane 216a is used.
The reference light and the measurement light are separated at, and are combined again on this surface. In this apparatus, the interference fringes projected on the screen 218 are photographed by the TV camera 219 and observed.

【0006】図15は、従来の斜入射干渉計装置の第3
の構成例であり、回折格子を用いたバーチ型と呼ばれる
例である。この斜入射干渉計装置は、可干渉平行光を回
折格子317aに入射させて2方向に波面分割し、一方
の光線束を被検面2aに対して斜めに入射させてその反
射光を測定光とするとともに他方の光線束を参照光と
し、これら測定光および参照光を回折格子317bに入
射させて波面合成し、この回折格子317bから同一方
向に射出される測定光と参照光との光干渉により生じる
干渉縞をホログラムスクリーン318に投影し、TVカ
メラ319により撮像し観察するように構成されてい
る。図15においては、回折格子317aで波面分割さ
れた0次回折光が参照光、1次回折光が測定光とされ、
後段の回折格子317bにおいて参照光の1次回折光と
測定光の0次光とが合成され、互いに干渉するように構
成されている。
FIG. 15 shows a third conventional oblique incidence interferometer apparatus.
Is an example called a birch type using a diffraction grating. This oblique incidence interferometer device impinges coherent parallel light on a diffraction grating 317a, splits the wavefront in two directions, makes one of the light beams obliquely incident on a surface 2a to be measured, and reflects the reflected light as a measuring light The other light beam is used as reference light, the measurement light and the reference light are made incident on the diffraction grating 317b to be wavefront-synthesized, and the light interference between the measurement light and the reference light emitted from the diffraction grating 317b in the same direction is performed. Is projected on a hologram screen 318, and is imaged and observed by a TV camera 319. In FIG. 15, the 0th-order diffracted light wavefront-divided by the diffraction grating 317a is used as a reference light, and the 1st-order diffracted light is used as a measurement light.
The first-order diffracted light of the reference light and the zero-order light of the measurement light are combined in the latter diffraction grating 317b, and are configured to interfere with each other.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
に種々のタイプの斜入射干渉計装置が知られているが、
実際に測定可能な干渉縞をスクリーン上に得るために
は、被検面の位置あるいは姿勢を高精度で調整する必要
がある。被検面が所定位置から上下方向あるいは前後左
右の回転方向に僅かにずれていたとしても干渉縞を測定
することは困難となってしまう。
As described above, various types of grazing incidence interferometers are known.
In order to obtain an actually measurable interference fringe on the screen, it is necessary to adjust the position or orientation of the test surface with high accuracy. Even if the surface to be measured is slightly displaced from the predetermined position in the vertical direction or the front, rear, left and right rotation directions, it becomes difficult to measure the interference fringes.

【0008】そこで、被検面のアライメント調整を行う
ことが必要となるが、従来は測定者が勘を頼りに所定の
干渉縞が得られるまで手動で被検面のアライメント調整
をすることが多く、測定が繁雑かつ長時間化する最大の
要因となっていた。
Therefore, it is necessary to adjust the alignment of the test surface. Conventionally, however, the measurer often manually adjusts the alignment of the test surface until a predetermined interference fringe is obtained by relying on intuition. This is the biggest factor that makes the measurement complicated and long.

【0009】そこで、参照光および測定光の両光路中に
アライメント調整用の結像レンズを挿脱自在に挿入し、
被検面の位置、姿勢が正規の位置とされたときに干渉縞
観察スクリーン上に上記両光による2つのスポットが互
いに重なるような構成とすることが考えられる。また、
このように干渉縞観察スクリーン上でアライメント調整
用スポットをも観察しようとすると、2つのスポットの
微妙な位置のズレを観察可能とするために結像レンズと
スクリーンとの間に所定の間隔をとって分解能を上げる
必要がある。このため、装置が大型化してしまうことか
ら、参照光および測定光が干渉縞観察スクリーンに向か
う光路からそれぞれアライメント調整用に光路を分割
し、このアライメント調整用光路に結像レンズを配置す
るような構成も考えられる。図16はこのような装置の
例であり、参照光および測定光の両光路中にミラー32
0を挿脱自在に挿入し、アライメント調整時にはこのミ
ラー320を介し結像レンズ321により収束された上
記両光による2つのスポットをアライメント調整用スク
リーン322上で観察し、2つのスポットが互いに重な
るように調整を行うものである。
Therefore, an imaging lens for alignment adjustment is removably inserted into both optical paths of the reference light and the measurement light,
It is conceivable to adopt a configuration in which the two spots of the two lights overlap each other on the interference fringe observation screen when the position and posture of the test surface are set to the normal positions. Also,
In order to observe the alignment adjustment spot on the interference fringe observation screen in this way, a predetermined distance is set between the imaging lens and the screen in order to make it possible to observe a delicate displacement of the two spots. It is necessary to increase the resolution. For this reason, since the apparatus becomes large in size, the reference light and the measurement light are divided from the optical path toward the interference fringe observation screen, respectively, for the alignment adjustment, and the imaging lens is arranged in the alignment adjustment optical path. A configuration is also conceivable. FIG. 16 shows an example of such an apparatus, in which a mirror 32 is provided in both optical paths of reference light and measurement light.
0 is removably inserted, and at the time of alignment adjustment, two spots of the two lights converged by the imaging lens 321 via the mirror 320 are observed on an alignment adjustment screen 322 so that the two spots overlap each other. Adjustments.

【0010】しかしながら、斜入射干渉計装置において
は、被検面高さ方向の位置ずれおよび被検面前後方向の
回転ずれ(ピッチング)に対して感度が大きいのに対
し、被検面左右方向の回転ずれ(ローリング)に対して
は感度が小さいのが特徴となっているため、上記2つの
光スポットの位置合わせのみによっては、特に上記被検
面ローリングの調整が困難であった。
However, the oblique incidence interferometer has a high sensitivity to a positional deviation in the height direction of the test surface and a rotational deviation (pitching) in the front-rear direction of the test surface, but has a high sensitivity to the lateral displacement in the horizontal direction of the test surface. It is characterized by low sensitivity to rotational displacement (rolling), and it has been particularly difficult to adjust the rolling of the surface to be inspected only by positioning the two light spots.

【0011】また、上述したようにアライメント調整用
として結像レンズによるスポットを用いる場合には、結
像レンズと干渉縞観察スクリーンとの間の距離が必要で
あったり、結像レンズとアライメント調整用スクリーン
を別光路とするためのハーフミラー等の部材を設ける必
要があったりして、装置の大型化や複雑化を招く虞があ
る。
When a spot formed by an imaging lens is used for adjusting the alignment as described above, a distance between the imaging lens and the interference fringe observation screen is required, or the distance between the imaging lens and the alignment adjustment is required. It is necessary to provide a member such as a half mirror for changing the screen to a different optical path, which may increase the size and complexity of the apparatus.

【0012】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであって、斜入射干渉計における被検面のアライメ
ント調整を良好かつ容易に行い得るコンパクトな斜入射
干渉計装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a compact oblique incidence interferometer apparatus capable of performing good and easy alignment adjustment of a test surface in an oblique incidence interferometer. It is the purpose.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の斜入射干渉計装
置は、コリメートされた可干渉性の光を光束分割手段に
おいて分割し、一方の光束は参照光とし、他方の光束は
測定光として被検面に斜入射させ、該参照光および該被
検面から反射された該測定光を光束合成手段において合
成し互いに干渉させ、生成された干渉縞を干渉縞観察用
結像面上に形成させるように構成された斜入射干渉計装
置において、前記光を発生させる光源と前記被検面との
間の光路中に配され、前記結像面上に、回転方向判定可
能な光学的パターンを発生させる調整用パターン生成手
段と、前記光学的パターンの位置基準となるべき、回転
方向判定可能な光学的パターンまたは電気的パターンか
らなる基準パターンを発生させる基準パターン生成手段
と、前記調整用パターン生成手段により発生された光学
的パターンを前記基準パターンに略合致させるように、
前記被検面の配設姿勢を調整し得る被検面姿勢調整手段
を備えてなることを特徴とするものである。
According to the oblique incidence interferometer of the present invention, the collimated coherent light is split by the light beam splitting means, and one light beam is used as reference light and the other light beam is used as measurement light. Obliquely incident on the test surface, the reference light and the measurement light reflected from the test surface are combined by the light beam combining means and interfere with each other, and the generated interference fringes are formed on the interference fringe observation imaging surface. In the grazing incidence interferometer device configured to cause the light source to generate the light and is arranged in the optical path between the test surface, on the imaging surface, the rotation direction can be determined optical pattern can be determined. Adjusting pattern generating means for generating, a reference pattern generating means for generating a reference pattern comprising an optical pattern or an electrical pattern capable of determining a rotation direction to be a position reference of the optical pattern, and the adjusting pattern generating means. So as to substantially coincide the optical pattern generated by the over emissions generating means to the reference pattern,
It is characterized by comprising a test surface posture adjusting means capable of adjusting the arrangement posture of the test surface.

【0014】また、前記調整用パターン生成手段が前記
光束分割手段と前記被検面との間の光路中に挿脱自在に
配されていることが好ましい。
It is preferable that the adjustment pattern generating means is removably provided in an optical path between the light beam dividing means and the surface to be inspected.

【0015】また、前記基準パターン生成手段と前記調
整用パターン生成手段とが兼用され、前記光源と前記光
束分割手段との間に挿脱自在に配された所定形状の透孔
を設けた部材からなるように構成してもよい。
The reference pattern generating means and the adjustment pattern generating means are also used, and a member having a through hole of a predetermined shape which is removably disposed between the light source and the light beam dividing means is provided. You may comprise so that it may become.

【0016】また、この場合において、前記部材は平行
光束中に挿脱自在に配されていることが好ましい。
In this case, it is preferable that the member is arranged so as to be freely inserted into and removed from the parallel light beam.

【0017】また、前記調整用パターン生成手段は、十
字形状の透孔を設けた遮光板であることが好ましい。
Preferably, the adjusting pattern generating means is a light-shielding plate provided with a cross-shaped through hole.

【0018】また、前記基準パターン生成手段は、前記
被検面が正規の測定位置に配置された際に前記調整用パ
ターン生成手段により生成される前記結像面上における
光学的パターンの位置データを記憶したメモリとするこ
とが可能である。
[0018] The reference pattern generation means may generate position data of an optical pattern on the image plane generated by the adjustment pattern generation means when the test surface is arranged at a regular measurement position. It can be a stored memory.

【0019】また、前記光学的パターンの位置データ
は、前記参照光中に配された基準パターン生成手段によ
り前記結像面上に生成された光学的パターンに基づいて
得られたものとしてもよい。
[0019] The position data of the optical pattern may be obtained based on the optical pattern generated on the image plane by the reference pattern generating means arranged in the reference light.

【0020】また、前記参照光の光路中および/または
前記測定光の光路中に遮光シャッタを挿脱自在に設ける
ことが好ましい。
It is preferable that a light-blocking shutter be provided in the optical path of the reference light and / or the optical path of the measurement light so as to be freely inserted and removed.

【0021】また、前記被検面姿勢調整手段は、前記被
検面の測定光入射面を基準としたとき、この面に直交
し、かつ該被検面内に含まれる回転軸を用いて被検面回
転調整を行うピッチング調整と、該回転軸に直交し、か
つ該被検面内に含まれる回転軸を用いて被検面回転調整
を行うローリング調整と、該被検面の上下方向の調整を
行う高さ調整の各調整を少なくともなし得るように構成
されていることが好ましい。
Further, the test surface attitude adjusting means uses a rotation axis orthogonal to the test light incident surface of the test surface and included in the test surface, with respect to the test light incident surface. Pitching adjustment for adjusting the rotation of the test surface, rolling adjustment orthogonal to the rotation axis, and performing rotation adjustment of the test surface using a rotation axis included in the test surface, and vertical adjustment of the test surface. It is preferable to be configured so that each adjustment of the height adjustment for performing the adjustment can be performed at least.

【0022】この場合において、前記被検面姿勢の調整
は、前記結像面上に結像された画像を取り込む撮像手段
と、コンピュータ内に配された被検面姿勢調整量演算手
段と、該演算手段により演算された調整量に基づいて前
記被検面姿勢調整手段の駆動を行うアクチュエータを含
む自動制御手段を用いて行われるように構成することが
好ましい。
In this case, the adjustment of the posture of the surface to be inspected is performed by imaging means for capturing an image formed on the image forming surface, an amount-of-adjustment-amount-of-adjustment-of-the-surface-to-be-tested provided in a computer, It is preferable that the adjustment is performed by using automatic control means including an actuator for driving the test surface attitude adjustment means based on the adjustment amount calculated by the calculation means.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図1は、実施例1に係る
斜入射干渉計装置の光学系を示す側面図である。この光
学系は、コリメートされた可干渉性の光Aを光束分割手
段において分割し、一方の光束は参照光Bとし、他方の
光束は測定光Cとして被検面2aに斜入射させ、該参照
光Bおよび該被検面2aから反射された該測定光Cを光
束合成手段において合成し互いに干渉させ、生成された
干渉縞を干渉縞観察スクリーン18に形成させるように
構成された斜入射干渉計装置であり、前記光束分割手段
が単一の第1のプリズム16よりなり、前記可干渉性の
光が該第1のプリズム16に入射する面または該第1の
プリズム16から射出される面において前記参照光Bお
よび前記測定光Cが分割され、前記光束合成手段が単一
の第2のプリズム17よりなり、前記測定光Cが該第2
のプリズム17に入射する面または該第2のプリズム1
7から射出される面において、該参照光Bおよび該測定
光Cが合成されるように構成されてなる。なお、上記光
学系は、光源11、集光レンズ12、ピンホール13、
コリメータレンズ14、および後述する光路径調整用プ
リズム25を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view illustrating the optical system of the oblique incidence interferometer apparatus according to the first embodiment. In this optical system, the collimated coherent light A is split by a light beam splitting unit, and one light beam is used as reference light B, and the other light beam is obliquely incident on the surface 2a to be measured as measurement light C. An oblique incidence interferometer configured to combine the light B and the measurement light C reflected from the test surface 2a in the light beam combining means and cause them to interfere with each other, and form the generated interference fringes on the interference fringe observation screen 18. The light beam splitting means comprises a single first prism 16 on a surface where the coherent light enters the first prism 16 or a surface where the coherent light exits from the first prism 16 The reference light B and the measurement light C are split, and the light beam combining means includes a single second prism 17;
Of the prism 17 or the second prism 1
The reference light beam B and the measurement light beam C are combined on the surface emitted from the reference light 7. The optical system includes a light source 11, a condenser lens 12, a pinhole 13,
A collimator lens 14 and an optical path diameter adjusting prism 25 described later are provided.

【0024】コリメート光Aは第1のプリズム16の光
束分割面16aにおいて、直進透過して第1のプリズム
16に入射する測定光Cと正反射する参照光Bとに分割
される。測定光Cは、第1のプリズム16を透過しミラ
ー22、被検面2a、ミラー23の順に反射され、第2
のプリズム17に入射する。他方、参照光Bはミラー2
1において正反射され、第2のプリズム17の光束合成
面17bで正反射し、この面において第2のプリズム1
7から射出される測定光Cと合成され、干渉縞情報を担
持した合成光によりスクリーン18上に干渉縞画像が映
出される。
The collimated light A is split on the light beam splitting surface 16a of the first prism 16 into a measuring light C which is transmitted straight and enters the first prism 16 and a reference light B which is regularly reflected. The measurement light C passes through the first prism 16 and is reflected in the order of the mirror 22, the surface to be measured 2a, and the mirror 23,
Incident on the prism 17. On the other hand, the reference light B
1 and regularly reflected on the light beam combining surface 17b of the second prism 17, and the second prism 1
An interference fringe image is projected on the screen 18 by the combined light that is combined with the measurement light C emitted from 7 and carries interference fringe information.

【0025】上述したように本実施例では、コリメータ
レンズ14の後段に、光路径調整用プリズム25が配さ
れている。これは、コリメータレンズ14により平行光
とされた光束をミラー24から該プリズム25に斜めに
入射させることにより、この光束をこの斜入射干渉計装
置に適したコリメート光とするものである。
As described above, in this embodiment, the optical path diameter adjusting prism 25 is disposed downstream of the collimator lens 14. This is to make the light beam collimated by the collimator lens 14 obliquely enter the prism 25 from the mirror 24, thereby turning the light beam into collimated light suitable for the oblique incidence interferometer device.

【0026】このプリズム25は、例えば断面直角二等
辺三角形とされ、直角二等辺三角形からなる表裏2面の
対向方向に扁平とされた三角柱形状のブロックである。
そして、ミラー24からの平行光束がこのプリズム25
の斜面長手方向に向かって斜入射するように位置設定さ
れる。このプリズム25を図示の如くミラー24とミラ
ー22の間に配設することにより、プリズム25の光射
出面において、紙面に対し垂直方向に光束を拡大させる
ことができる。
The prism 25 is, for example, a triangular prism-shaped block having a right-angled isosceles triangle in cross section and flattened in a direction opposite to the front and back surfaces of the right-angled isosceles triangle.
Then, the parallel light beam from the mirror 24 is
The position is set so that the light is obliquely incident toward the longitudinal direction of the slope. By arranging the prism 25 between the mirror 24 and the mirror 22 as shown in the figure, the light beam can be enlarged in the direction perpendicular to the paper surface on the light exit surface of the prism 25.

【0027】斜入射干渉計の場合、被検面への入射光線
および反射光線を含む平面方向の光束幅は斜入射により
拡大されるので入射光束幅は小さくてよいが、この平面
に直交する方向については被検面の幅をカバーするだけ
の光束幅を持った光束を入射させることが必要となる。
通常のコリメータレンズによりコリメート光を第1のプ
リズム16に入射させる場合は、この被検面幅方向の光
束幅をもたせるために、コリメータレンズの開口を大き
くしなければならず、したがってこのレンズの焦点距離
も長くなるので、装置全体を小型化するのが困難とな
る。
In the case of the oblique incidence interferometer, the light beam width in the plane direction including the incident light beam and the reflected light beam on the surface to be inspected is enlarged by oblique incidence, so that the incident light beam width may be small. In the case of (1), it is necessary to input a light beam having a light beam width sufficient to cover the width of the surface to be measured.
When the collimated light is made incident on the first prism 16 by an ordinary collimator lens, the aperture of the collimator lens must be enlarged in order to have a light flux width in the width direction of the surface to be measured. Since the distance is long, it is difficult to reduce the size of the entire device.

【0028】この実施例によれば、プリズム25の屈折
作用により一方向にのみ光束を拡大させるようにプリズ
ム25をコリメータレンズ14と光束分割する面の間に
配置することによって、コリメータレンズ14の径を小
さくすることができ、さらにその焦点距離も短くできて
装置全体を小型化することが可能となる。
According to this embodiment, the prism 25 is disposed between the collimator lens 14 and the light beam splitting surface so that the light beam is expanded only in one direction by the refraction of the prism 25, so that the diameter of the collimator lens 14 is increased. Can be reduced, and the focal length can be shortened, so that the entire device can be reduced in size.

【0029】この実施例によれば、光源11から出力さ
れる光が、後段において測定光Cが被検面2aに斜入射
され上記一方向にのみ拡大されることを勘案した上で、
事前にプリズム25によりこの光束を上記所定方向につ
いてのみ被検面の幅に見合うだけ拡大させるため、光利
用効率を高くできる。
According to this embodiment, taking into consideration that the light output from the light source 11 is obliquely incident on the surface 2a to be measured in the subsequent stage and is enlarged only in one direction,
Since the light beam is expanded by the prism 25 in advance only in the above-described predetermined direction so as to correspond to the width of the surface to be measured, the light use efficiency can be increased.

【0030】また、本実施例では、上述したように第1
のプリズム16で分割されてから第2のプリズム17で
合成されるまでの間に、参照光Bの反射回数は3回、測
定光Cの反射回数は3回とされており、参照光および測
定光の反射回数がともに奇数回とされていることによ
り、コリメート光の誤差の許容度が大きくなる。
In this embodiment, as described above, the first
The number of reflections of the reference light B is three and the number of reflections of the measurement light C is three between the time when the light is divided by the prism 16 and the time when the light is combined by the second prism 17. Since the number of light reflections is an odd number, the tolerance of the error of the collimated light increases.

【0031】また、本実施例では、第1のプリズム16
で分割されてから第2のプリズム17で合成されるまで
の参照光Bおよび測定光Cの光路長が、互いにほぼ等し
くなるように構成されている。これにより、光源として
干渉性の低い光を用いて測定する場合でも有効な構成と
なっている。なお、図示されてはいないが、第1のプリ
ズム16から第2のプリズム17に至る参照光Bおよび
測定光Cの光路中に、被検面2aで反射された測定光C
と、参照光Bとの光量をほぼ同程度とするような光量調
整機能を有するフィルタを配置することが好ましい。こ
のようなフィルタを配置することにより、多様な面精度
や反射率をもつ被検面2aに対応可能な光学系とするこ
とができる。
In this embodiment, the first prism 16
The optical path lengths of the reference light B and the measurement light C from the time when the light beam is divided by the above to the time when the light is combined by the second prism 17 are configured to be substantially equal to each other. Thus, the configuration is effective even when measurement is performed using light with low coherence as a light source. Although not shown, the measurement light C reflected on the surface 2a to be detected is included in the optical path of the reference light B and the measurement light C from the first prism 16 to the second prism 17.
It is preferable to arrange a filter having a light amount adjustment function to make the light amount of the reference light B substantially equal to that of the reference light B. By arranging such a filter, it is possible to provide an optical system capable of coping with the test surface 2a having various surface accuracy and reflectance.

【0032】また、本実施例では、測定光Cが被検面2
aに入射する角度を変化させ得るように、回転可能な入
射角変更用のミラー22が配設され、さらに、ミラー2
2による測定光Cの被検面2aへの入射角度の変化に対
応し、干渉縞観察スクリーン18の所定位置に干渉縞が
形成されるように光路を調整する光路調整手段として、
ミラー23が配設されている。ただし、ミラー22の位
置は第1のプリズム16の後段とされ、ミラー23の位
置は被検面2aの後段の測定光Cの光路中とされてい
る。
In this embodiment, the measuring light C is applied to the surface 2 to be measured.
a rotatable incident angle changing mirror 22 is provided so that the angle of incidence can be changed.
As an optical path adjusting means for adjusting the optical path so that an interference fringe is formed at a predetermined position on the interference fringe observation screen 18 in response to a change in the angle of incidence of the measurement light C on the test surface 2a due to the
A mirror 23 is provided. However, the position of the mirror 22 is located after the first prism 16, and the position of the mirror 23 is located in the optical path of the measurement light C located downstream of the surface 2a to be measured.

【0033】このように測定光Cが被検面2aに入射す
る角度を変化させることにより、この光学系により形成
される干渉縞の感度を可変とすることができ、多様な面
精度をもつ被検面2aに対応可能な光学系とすることが
できる。
By changing the angle at which the measuring light C is incident on the surface 2a to be measured, the sensitivity of the interference fringes formed by this optical system can be varied, and the object having various surface accuracy can be obtained. The optical system can correspond to the inspection surface 2a.

【0034】ミラー22は図1に示す矢印のように回転
可能とされており、それにより被検面2aへの入射角度
を変化させる。ミラー22を回転させた場合の2通りの
測定光Cを点線C´およびC″で示す。このとき被検物
2は、測定光C´またはC″に対応するように被検面2
aが点線2a´または2a″に示す位置に移動されるよ
うに調整されることになる。本実施例ではミラー22が
第1のプリズム16の後段の測定光Cの光路中にあるた
め、参照光Bの光路は変更されない。
The mirror 22 is rotatable as indicated by the arrow shown in FIG. 1, thereby changing the angle of incidence on the test surface 2a. Two types of measurement light C when the mirror 22 is rotated are indicated by dotted lines C 'and C ". At this time, the test object 2 is set to correspond to the measurement light C' or C".
This is adjusted so that a is moved to the position shown by the dotted line 2a 'or 2a ". In this embodiment, since the mirror 22 is in the optical path of the measurement light C downstream of the first prism 16, reference is made. The light path of light B is not changed.

【0035】さらに、被検面2aの後段の部材も測定光
Cの光路変更に対応して必要に応じ可動とすることが望
ましい。例えば、本実施例ではミラー23が図1に示す
矢印のように回転可能とされており、このようにしてミ
ラーの位置や向きを変化させることにより、ミラー22
の回転により被検面2aで反射された測定光Cの光路が
変化しても、所定の入射角により測定光Cを第2のプリ
ズム17に入射させることができるので、参照光Bと測
定光Cの合成により形成される干渉縞画像を、スクリー
ン18を移動させることなく投影することができる。
Further, it is desirable that the member at the subsequent stage of the test surface 2a be movable as required in response to the change of the optical path of the measuring light C. For example, in the present embodiment, the mirror 23 is rotatable as shown by the arrow shown in FIG. 1, and by changing the position and orientation of the mirror in this manner, the mirror 22 is rotated.
Even if the optical path of the measurement light C reflected by the test surface 2a changes due to the rotation of the measurement light C, the measurement light C can be made incident on the second prism 17 at a predetermined incident angle. The interference fringe image formed by combining C can be projected without moving the screen 18.

【0036】このようにして、本実施例によれば、縞感
度を変化させて観察できるとともに、その干渉縞画像は
縞感度が変化してもスクリーン18上で所定の位置に形
成され、観察することができる。
As described above, according to the present embodiment, observation can be performed while changing the fringe sensitivity, and the interference fringe image is formed at a predetermined position on the screen 18 even when the fringe sensitivity changes, and observation is performed. be able to.

【0037】本実施例の装置は干渉縞画像をTVカメラ
20により観察できるように構成されている。したがっ
て、ズームまたは切換によりこのカメラの視野を可変と
したり、このカメラに装着されているレンズにより生ず
る歪みをあらかじめ評価し、それを補正するように画像
処理を行う画像処理機能を装置に備えることにより、上
述したような作用効果を得ることができる。
The apparatus of this embodiment is configured so that the interference fringe image can be observed by the TV camera 20. Therefore, by providing a device with an image processing function of making the field of view of this camera variable by zooming or switching, or evaluating the distortion caused by the lens attached to this camera in advance and performing image processing so as to correct it. Thus, the above-described effects can be obtained.

【0038】ところで、実際に測定可能な干渉縞をスク
リーン18上に得るためには、被検面の位置あるいは姿
勢を高精度で調整する必要がある。被検面2aが所定位
置から上下方向あるいは前後左右の回転方向に僅かにず
れていたとしても干渉縞を測定することは困難となって
しまう。したがって、被検面のアライメント調整を行う
ことが必要となるが、測定者が勘を頼りに所定の干渉縞
が得られるまで手動で被検面のアライメント調整をする
と、測定が繁雑かつ長時間化してしまう。
In order to obtain an actually measurable interference fringe on the screen 18, it is necessary to adjust the position or orientation of the surface to be measured with high precision. Even if the test surface 2a is slightly deviated from the predetermined position in the up-down direction or the front-back and left-right rotation directions, it becomes difficult to measure the interference fringes. Therefore, it is necessary to adjust the alignment of the test surface.However, if the operator manually adjusts the alignment of the test surface until the predetermined interference fringe is obtained by relying on intuition, the measurement becomes complicated and takes a long time. Would.

【0039】そこで、本実施例においては、図1に示す
ように、コリメータレンズ14により平行光とされた光
路中に図2(A)に示す如き、十字パターン生成部材4
1を挿脱自在に配設している。この十字パターン生成部
材41は遮光マスク板141に十字形状の透孔42を穿
設してなり、上記光路中に挿入された場合には、この透
孔42を通過した光束によりスクリーン18上に十字形
状の光パターンが形成され、参照光Bの光束により形成
される十字形状の光パターンと測定光Cにより形成され
る十字形状の光パターンの位置を合致させることにより
被検面2aのアライメント調整を行うことができるとい
うものである。なお、上記十字パターン生成部材41が
挿入される光路位置において該光路は参照光、測定光の
共通光路となっているため、本実施例では両光に対して
十字パターン生成部材41が兼用されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cross-pattern generating member 4 as shown in FIG.
1 is removably arranged. The cross pattern generating member 41 is formed by forming a cross-shaped through-hole 42 in the light-shielding mask plate 141. When the cross-shaped hole 42 is inserted in the optical path, the light beam passing through the through-hole 42 crosses the screen 18 on the screen 18. The shape of the light pattern is formed, and the position of the cruciform light pattern formed by the light beam of the reference light B and the position of the cruciform light pattern formed by the measurement light C are matched to adjust the alignment of the test surface 2a. That is what you can do. In addition, since the optical path is a common optical path for the reference light and the measurement light at the optical path position where the cross pattern generating member 41 is inserted, the cross pattern generating member 41 is also used for both lights in this embodiment. I have.

【0040】上記十字パターン生成部材41の具体的な
挿脱機構としては、例えば図3(A)に示されるよう
に、雨滴断面形状をなす遮光板141bの大径部分に変
形十字形状の透孔42bを形成されてなる十字パターン
生成部材43を、その小径部分に軸支された回転軸を中
心として、図示された矢印方向に所定角度だけ回転させ
るものとする。
As a specific insertion / removal mechanism of the cross pattern generating member 41, for example, as shown in FIG. 3A, a modified cross-shaped through hole is formed in a large diameter portion of a light shielding plate 141b having a raindrop cross-sectional shape. It is assumed that the cross pattern generating member 43 formed with 42b is rotated by a predetermined angle in the direction of the arrow shown in the figure around the rotation shaft supported by the small diameter portion.

【0041】なお、図2(A)、(B)および図3
(A)に示す十字パターン生成部材41、43において
は、十字形状の透孔42bが、縦横比が1対1とは異な
る変形十字とされている。これは、前述したように上記
実施例においては、光路内に光路径調整用プリズム25
が配されており、十字パターン生成部材41、43の光
像は被検面横方向に対して長尺化することになるから、
十字パターン生成部材43における十字形状の透孔42
bを予め被検面縦方向に対応する方向(図2(A)にお
いては紙面横方向)に長い変形十字形状としておくこと
により、図3(B)に示す如く、スクリーン18の黒い
背景18a上に縦横比が1対1となる十字パターン18
bが形成されるようにしたものである。
FIGS. 2A and 2B and FIG.
In the cross pattern generation members 41 and 43 shown in (A), the cross-shaped through-hole 42b is a deformed cross having an aspect ratio different from 1: 1. This is because, as described above, in the above embodiment, the optical path diameter adjusting prism 25 is provided in the optical path.
Are provided, and the light images of the cross pattern generating members 41 and 43 are elongated in the lateral direction of the test surface.
Cross-shaped through hole 42 in cross pattern generating member 43
b is previously formed into a deformed cross shape that is long in the direction corresponding to the vertical direction of the surface to be inspected (in FIG. 2A, the horizontal direction of the paper surface), so that the black background 18a of the screen 18 is formed as shown in FIG. Pattern 18 with an aspect ratio of 1: 1
b is formed.

【0042】このように、スクリーン18上に形成され
るパターンを十字形状としたのは、そのパターンの中心
位置の特定のみならず、このパターンの回転をも容易に
特定できるようにすることを考慮したものである。すな
わち、そのスクリーン18上におけるパターン配設位置
を特定するだけであれば、このパターンが円形であって
も、2つの円形パターンを重ね合わせればよいのである
から、特に問題がないはずである。
The reason why the pattern formed on the screen 18 is formed in a cross shape as described above is that not only the center position of the pattern but also the rotation of the pattern can be easily specified. It was done. That is, if only the pattern arrangement position on the screen 18 is specified, even if the pattern is circular, the two circular patterns need only be overlapped, so there should be no particular problem.

【0043】しかしながら、斜入射干渉計装置において
は、被検面高さ方向の位置ずれおよび被検面前後方向の
回転ずれ(ピッチング)に対して感度が大きいのに対
し、被検面左右方向の回転ずれ(ローリング)に対して
は感度が小さいのが特徴となっているため、上記2つの
円形パターンの位置合わせのみによっては、特に上記被
検面ローリングの調整が困難であった。そこで、上記ロ
ーリングが生じているときはパターンが回転することに
着目し、この回転が明確に認識できる(縦線に対して横
線の傾きが異なる場合も含む)十字形状をそのパターン
として採用したものである。
However, the oblique incidence interferometer has a high sensitivity to a position shift in the height direction of the test surface and a rotational shift (pitching) in the front-rear direction of the test surface, but has a high sensitivity to the lateral shift in the horizontal direction of the test surface. It is characterized by low sensitivity to rotational displacement (rolling), and it has been particularly difficult to adjust the rolling of the test surface only by positioning the two circular patterns. Therefore, focusing on the fact that the pattern rotates when the above-mentioned rolling occurs, a cross shape in which the rotation can be clearly recognized (including the case where the inclination of the horizontal line is different from the vertical line) is adopted as the pattern. It is.

【0044】したがって、この回転を認識できる形状で
あれば、十字パターンを生成するものに限られるもので
はなく、例えば、図2(B)に示されるように、遮光板
141a上に、十字形状の交差部および縦横線の各先端
部のみに透孔42aを設けたパターン生成部材41aを
設けることも可能である。
Therefore, any shape that can recognize this rotation is not limited to the one that generates a cross pattern. For example, as shown in FIG. 2B, a cross shape is formed on the light shielding plate 141a. It is also possible to provide a pattern generating member 41a provided with a through hole 42a only at each of the intersections and the vertical and horizontal lines.

【0045】なお、この後段のスクリーン18上におい
て、十字パターンの周辺には図7(A)に示されるよう
な、回折光の影響による中間的な明るさの部分が出現す
ることがある。図2(C)は図2(A)のP−P線断面
における透過率分布を示すものであり、この図2(C)
に示されるように十字パターン生成部材の41の透孔4
2が、スリットの幅方向に対して、サインカーブ状の曲
線を描くような光透過率を有するように形成することに
より、このような回折光の影響を低減し、スクリーン1
8上で明瞭な十字パターンを観察することができる。こ
のような透孔42は、例えば透孔42を濃淡を変化させ
たフィルムにより形成することで得ることができる。透
孔42の幅方向の光透過率は図2(C)に示されたもの
に限られず、立上がり部、立下がり部および肩部のみが
滑らかな曲線とされているようなものであっても、回折
光の影響を軽減することができる。
On the screen 18 at the subsequent stage, a portion of intermediate brightness may appear around the cross pattern as shown in FIG. 7A due to the influence of the diffracted light. FIG. 2C shows a transmittance distribution in a cross section taken along the line PP of FIG. 2A.
As shown in FIG.
2 is formed so as to have a light transmittance such that it draws a sine curve in the width direction of the slit, thereby reducing the influence of such diffracted light.
8, a clear cross pattern can be observed. Such a through-hole 42 can be obtained, for example, by forming the through-hole 42 with a film having a different density. The light transmittance of the through-hole 42 in the width direction is not limited to that shown in FIG. 2C, and even if only the rising portion, the falling portion, and the shoulder have smooth curves. , The effect of diffracted light can be reduced.

【0046】なお、回折光の影響は、十字パターン生成
部材41、43の十字形状の透孔42を図17に示され
るように複スリットにより形成することによって軽減す
ることも可能である。図示されるように複スリットを透
過した略平行光は、A光とB光の光路長が等しくなる位
置においてA光の+1次光とB光の−1次光とが互いに
干渉することにより、光強度の鋭いピークが出現する。
この位置にスクリーンを配置することにより、十字パタ
ーンの周辺に中間的な明るさの部分が出現し難くなり明
瞭な十字パターンを観察することができる。このような
複スリットは図示されるような2つのスリットに限られ
ず、3以上のスリット数とすることが可能である。
The effect of the diffracted light can be reduced by forming the cross-shaped through holes 42 of the cross pattern generating members 41 and 43 with multiple slits as shown in FIG. As shown in the drawing, the substantially parallel light transmitted through the multiple slits is such that the + 1st-order light of the A light and the -1st-order light of the B light interfere with each other at a position where the optical path lengths of the A light and the B light are equal. A sharp peak of light intensity appears.
By arranging the screen at this position, it becomes difficult for an intermediate brightness portion to appear around the cross pattern, and a clear cross pattern can be observed. Such a multi-slit is not limited to two slits as shown in the figure, but may have three or more slits.

【0047】ところで、被検面2aのアライメント調整
を行う際には、前述したように参照光Bの光束により形
成されるスクリーン18上の十字パターンに対して、測
定光Cの光束により形成されるスクリーン18上の十字
パターンが重なり合うように被検面2aのピッチング調
整、ローリング調整および高さ調整を行う。これら各調
整は、オペレータが手動により行うようにしてもよい
が、コンピュータによる自動調整システムによること
が、迅速性、正確性の点で好ましい。
When the alignment of the test surface 2a is adjusted, the cross-shaped pattern on the screen 18 formed by the light beam of the reference light B is formed by the light beam of the measurement light C as described above. Pitch adjustment, rolling adjustment, and height adjustment of the test surface 2a are performed so that the cross patterns on the screen 18 overlap. These adjustments may be manually performed by an operator, but an automatic adjustment system using a computer is preferable in terms of speed and accuracy.

【0048】図4は、上記各調整を自動的に行うための
自動調整システムの概略構成を示すものである。この装
置は、スクリーン50上に生成された干渉縞画像をCC
Dカメラ20により撮像し、画像入力基板51を介して
コンピュータ52に取り込み、プログラムによりソフト
的に構成された画像演算手段により画像解析を行うもの
である。
FIG. 4 shows a schematic configuration of an automatic adjustment system for automatically performing each of the above adjustments. This apparatus converts the interference fringe image generated on the screen 50 into a CC image.
The image is taken by the D camera 20, taken into the computer 52 via the image input board 51, and subjected to image analysis by an image calculation means configured as software by a program.

【0049】本測定を行う前の前述した被検面アライメ
ント調整時においても、上述のようにして十字パターン
を取り込み、画像演算手段による画像解析を行なう。被
検面アライメント調整時においては、この後、参照光B
の光束により生成されるスクリーン18上の十字パター
ンの解析位置と、測定光Cの光束により生成されるスク
リーン18上の十字パターンの解析位置とを比較し、後
者が前者に一致するように被検体2の姿勢が調整され
る。すなわち、コンピュータ52により比較され、解析
された上記2つの十字パターン位置の差に基づき、この
差を小さくする所定の指示信号がモータコントローラ5
6から出力され、この指示信号に応じてモータドライバ
57から所定のモータ駆動電流が出力され、被検体2が
ステージ上に載設された被検面姿勢調整手段58におい
て各調整を担うモータが各々所定量だけ駆動される。
Even at the time of the above-described alignment adjustment of the test surface before the main measurement, the cross pattern is fetched as described above, and the image is analyzed by the image calculation means. At the time of adjusting the alignment of the test surface, the reference light B
The analysis position of the cross pattern on the screen 18 generated by the light beam of the measurement light C is compared with the analysis position of the cross pattern on the screen 18 generated by the light beam of the measurement light C, and the subject is examined so that the latter coincides with the former. 2 is adjusted. That is, based on the difference between the two cross pattern positions compared and analyzed by the computer 52, a predetermined instruction signal for reducing the difference is sent to the motor controller 5
6, a predetermined motor drive current is output from the motor driver 57 in response to the instruction signal, and each of the motors responsible for each adjustment in the test surface posture adjusting means 58 on which the subject 2 is mounted on the stage It is driven by a predetermined amount.

【0050】一方、上述した図1においては、参照光B
および測定光Cの各光束により2つの十字パターンがス
クリーン18上に生成された場合には、両者がいずれで
あるかを識別することが難しく、したがって十字パター
ン位置を検出する際には、スクリーン18上に十字パタ
ーンを1つずつ交互に生成する必要がある。そこで本実
施例においては、参照光Bおよび測定光Cの各光路内に
遮光シャッタ45、46が挿脱自在とし得るように配設
されている。
On the other hand, in FIG.
When two cross patterns are generated on the screen 18 by the respective light beams of the measurement light C, it is difficult to identify which of them is the same. Therefore, when the position of the cross pattern is detected, It is necessary to alternately generate cross patterns one by one. Therefore, in the present embodiment, the light-blocking shutters 45 and 46 are provided in the respective optical paths of the reference light B and the measurement light C so that they can be inserted and removed.

【0051】すなわち、参照光Bの光束による十字パタ
ーンの位置を解析する場合には、参照光Bの光路内から
遮光シャッタ45を退出させるとともに、測定光Cの光
路内に遮光シャッタ46を挿入する。一方、測定光Cの
光束による十字パターンの位置を解析する場合には、参
照光Bの光路内に遮光シャッタ45を挿入するととも
に、測定光Cの光路内から遮光シャッタ46を退出させ
る。
That is, when analyzing the position of the cross pattern formed by the luminous flux of the reference light B, the light-shielding shutter 45 is retracted from the optical path of the reference light B, and the light-shielding shutter 46 is inserted into the optical path of the measurement light C. . On the other hand, when analyzing the position of the cross pattern by the light beam of the measurement light C, the light-shielding shutter 45 is inserted into the optical path of the reference light B, and the light-shielding shutter 46 is moved out of the optical path of the measurement light C.

【0052】そして、このような遮光シャッタ45、4
6および上述した十字パターン生成部材(マスク)41
の挿脱操作のコントロールは、コンピュータ52の基本
操作プログラムに基づき、指示信号がシャッタ&マスク
コントローラ53から出力され、この指示信号に応じて
ドライバ54から所定のアクチュエータ駆動電流が出力
され、遮光シャッタ45、46および上述した十字パタ
ーン生成部材(マスク)41毎に設けられた各アクチュ
エータ(55)が各々所定量だけ駆動される。
The light-shielding shutters 45, 4
6 and the above-described cross pattern generating member (mask) 41
In the control of the insertion / removal operation of the shutter 52, an instruction signal is output from the shutter & mask controller 53 based on a basic operation program of the computer 52, and a predetermined actuator drive current is output from the driver 54 in response to the instruction signal. , 46 and each of the actuators (55) provided for each of the above-described cross pattern generating members (masks) 41 are each driven by a predetermined amount.

【0053】次に、上記被検面姿勢調整手段の具体的な
構成を図5、6を用いて説明する。図5は、斜入射干渉
計装置100の、筺体パネルの下部に穿設された取出孔
から被検面姿勢調整手段80を筺体外部にスライドさ
せ、露出させる様子を示すものであり、被検体2を乗せ
替える場合等に使用するものである。
Next, a specific configuration of the above-described inspection surface posture adjusting means will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a state in which the test surface attitude adjusting means 80 is slid out of the housing through an extraction hole formed in the lower part of the housing panel of the oblique incidence interferometer apparatus 100 and is exposed. This is used when changing a vehicle.

【0054】図6は、上記被検面姿勢調整手段80の全
容を示す斜視図であり、被検体2取出機構部104、高
さ方向調整機構部103、ローリング調整機構部10
2、ピッチング調整機構部101がこの順に積載されて
なり、ピッチング調整機構部101のステージ81上に
被検体2の被検面2aが設置される。
FIG. 6 is a perspective view showing the entire structure of the test surface posture adjusting means 80. The test object 2 taking-out mechanism 104, the height direction adjusting mechanism 103, and the rolling adjusting mechanism 10 are shown.
2. The pitching adjustment mechanism 101 is stacked in this order, and the test surface 2a of the subject 2 is set on the stage 81 of the pitching adjustment mechanism 101.

【0055】ここで、上記ピッチング調整機構部101
は、その一端部は、その下部に位置するローリング調整
機構部102に対し、ヒンジ84により回動自在に軸支
されており、その他端部は該ローリング調整機構部10
2の上面に取り付けられた回転偏心カム83のカム面に
コイルばね81aにより当接支持されるようになってお
り、駆動モータ82の回転に応じて上記回転偏心カム8
3が所望の角度だけ回動すると、そのカム面に当接して
いる上記ピッチング調整機構部101のステージ81が
ピッチング方向に所望の角度だけ傾動するように構成さ
れ、これにより被検面2aのピッチング調整が行われる
ようになっている。
Here, the pitching adjustment mechanism 101
Has one end rotatably supported by a hinge 84 with respect to a rolling adjustment mechanism 102 located at a lower portion thereof, and the other end thereof has the rolling adjustment mechanism 10.
2 is supported by a coil spring 81a on a cam surface of a rotary eccentric cam 83 attached to the upper surface of the rotary eccentric cam 83.
The stage 81 of the pitching adjustment mechanism 101, which is in contact with the cam surface thereof, is tilted by a desired angle in the pitching direction when the base 3 is rotated by a desired angle, whereby the pitching of the test surface 2a is performed. Adjustments are made.

【0056】また、ローリング調整機構部102も上記
ピッチング調整機構部101と略同様の構成により、そ
のステージ86がローリング方向に所望の角度だけ傾動
するように構成され、これにより被検面2aのローリン
グ調整が行われるようになっている。
The rolling adjustment mechanism 102 has substantially the same configuration as that of the pitching adjustment mechanism 101 so that the stage 86 is tilted at a desired angle in the rolling direction, thereby rolling the test surface 2a. Adjustments are made.

【0057】また、高さ方向調整機構部103は、脚部
89上に突設されたアクチュエータピン(図示せず)が
駆動モータの回動に応じて所望の量だけ上下方向に突出
し、ステージ88が所望の距離だけ上下動するように構
成されており、これにより被検面2aの高さ方向調整が
行われるようになっている。
In the height direction adjusting mechanism 103, an actuator pin (not shown) protruding from the leg 89 projects vertically by a desired amount in accordance with the rotation of the drive motor. Is configured to move up and down by a desired distance, whereby the height direction of the test surface 2a is adjusted.

【0058】さらに、被検体2取出機構部104は、基
台96上に載設されたレール部87と、駆動モータ90
と、2つのベルト車91、92と、これらベルト車9
1、92に懸架され、上記脚部89の側部に取り付けら
れたベルト93からなる。該脚部89はレール部87を
跨ぐようにして、レール部87の両側部に形成されたレ
ールに対し、スライド可能に係止されている。駆動モー
タ90が回動すると、それに応じてベルト車91が回動
し、ベルト93が移動して脚部89がレール部87の長
手方向にスライドし、被検体2を前記筺体の内外に移動
できるようにしている。また、移動距離を所定範囲内と
するため、ストッパ部94,95が設けられている。
Further, the subject 2 extracting mechanism 104 includes a rail 87 mounted on a base 96 and a drive motor 90.
And two belt wheels 91 and 92 and these belt wheels 9
1, a belt 93 is attached to the side of the leg 89 and suspended from the base 92. The legs 89 are slidably engaged with rails formed on both sides of the rail 87 so as to straddle the rail 87. When the drive motor 90 rotates, the belt wheel 91 rotates accordingly, the belt 93 moves, and the leg 89 slides in the longitudinal direction of the rail 87, so that the subject 2 can be moved into and out of the housing. Like that. Further, stopper portions 94 and 95 are provided to keep the moving distance within a predetermined range.

【0059】なお、上記各調整部101〜104におい
て、駆動モータ(例えばモータ82)の出力はタコジェ
ネレータ(例えばタコジェネレータ85)によってCP
Uにフィードバックされる。上記、十字パターン生成部
材41による、2つの十字パターンは図7(A)に示す
ように、スクリーン18c上において暗い背景上に明る
いパターン18d、18eとして現れる。なおこれら十
字パターンの周辺には、上述したとおり回折光の影響に
よる中間的な明るさの部分が出現することがある。
In each of the adjusting units 101 to 104, the output of the drive motor (for example, the motor 82) is output from the tachogenerator (for example, the tachogenerator 85) by the CP.
Feedback to U. As shown in FIG. 7A, the two cross patterns generated by the cross pattern generating member 41 appear as bright patterns 18d and 18e on a dark background on the screen 18c. As described above, an intermediate brightness portion may appear around these cross patterns as described above.

【0060】一般に、被検面2aの粗調整がなされた状
態においては、2つの十字パターン18d、18eはか
なり近づいた状態で現れ、例えば図7(A)に示すよう
に、互いにその一部が重なったような状態となる。した
がって例えばA−A線断面の明度は山と谷の差が図7
(B)のようにほとんど生じないレベルとされ、画像解
析を自動的に行う場合に、参照光Bと測定光Cのいずれ
の光によって生成された十字パターンであるかを判断す
ることが難しい。
In general, when the surface 2a is roughly adjusted, the two cross patterns 18d and 18e appear in a relatively close state. For example, as shown in FIG. It will be like an overlap. Therefore, for example, the brightness of the cross section taken along the line AA is the difference between the peak and the valley in FIG.
When the image analysis is automatically performed as in (B), it is difficult to determine which of the reference light B and the measurement light C is the cross pattern generated by the light.

【0061】そこで、本実施例においては、各十字パタ
ーンを1つずつスクリーン2上に生成し、その度にその
十字パターンの位置を解析するようにしており、前述し
たようにスクリーン18上に参照光Bによる十字パター
ン18dのみを生成する場合には、測定光Cの光路内に
遮光シャッタ46を挿入し、スクリーン18上に測定光
Cによる十字パターン18eのみを生成する場合には、
参照光Bの光路内に遮光シャッタ45を挿入する。図8
(A)は参照光Bによる十字パターン18dのみを生成し
た場合であり、一方、図8(B)は測定光Cによる十字パ
ターン18eのみを生成した場合である。
Therefore, in this embodiment, each cross pattern is generated one by one on the screen 2 and the position of the cross pattern is analyzed each time, and the cross pattern is referred to on the screen 18 as described above. When generating only the cross pattern 18d by the light B, the light-blocking shutter 46 is inserted in the optical path of the measurement light C, and when generating only the cross pattern 18e by the measurement light C on the screen 18,
The light-blocking shutter 45 is inserted in the optical path of the reference light B. FIG.
8A shows a case where only the cross pattern 18 d is generated by the reference light B, while FIG. 8B shows a case where only the cross pattern 18 e is generated by the measurement light C.

【0062】このようにして2つの十字パターン18
d、18eのスクリーン18上での位置情報が得られる
と、コンピュータ52は、測定光Cによる十字パターン
18eが、参照光Bによる十字パターン18dに一致す
るように、被検面姿勢調整手段80の各機構部101〜
103を駆動するための指示量を演算し、出力する。こ
れにより、被検面2aのピッチング調整、ローリング調
整および高さ調整がなされ、上記スクリーン18上にお
ける2つの十字パターン18d、18eは互いに重なり
合うこととなる。2つの十字パターン18d、18eが
完全に重なり合ったとき、図9に示す如く、スクリーン
18上において、背景18c中の十字パターン18f内
に明瞭な干渉縞18gが認識される。なお、図10に、
図9中のa〜eの各線上における縞強度の変化を示す。
Thus, the two cross patterns 18
When the position information on the screen 18 is obtained for the d and 18e, the computer 52 sets the cross-pattern 18e of the measurement light C to match the cross pattern 18d of the reference light B, Each mechanism 101-
An instruction amount for driving 103 is calculated and output. As a result, the pitching adjustment, the rolling adjustment, and the height adjustment of the test surface 2a are performed, and the two cross patterns 18d and 18e on the screen 18 overlap each other. When the two cross patterns 18d and 18e completely overlap each other, a clear interference fringe 18g is recognized on the screen 18 within the cross pattern 18f in the background 18c as shown in FIG. In FIG. 10,
10 shows a change in stripe intensity on each of the lines a to e in FIG. 9.

【0063】ところで、上述した実施例においては、測
定光Cによる十字パターン18eのみならず、参照光B
による十字パターン18dもスクリーン18上に生成す
るようにしている。しかしながら、参照光Bにより生成
される十字パターン18dの位置は、被検体2の取り替
えによっても本来変化しないものであるから、その十字
パターン18dが生成されるべき位置の情報(例えばス
クリーン18の中心位置)をコンピュータ52のメモリ
内に格納しておき、測定光Cによる十字パターン18d
のみを実際に生成してその位置情報を取り込み、この位
置情報を上記メモリ内に格納しておいた参照光Bによる
十字パターン18dが生成されるべき位置の情報と比較
して上記被検面2aの姿勢を制御するようにしてもよ
い。すなわち、上記メモリ内に格納される位置情報は、
上記被検面2aが正規の位置にアライメント調整された
ならば、測定光cにより被検面2a上に生成されるべき
十字パターンの位置情報に相当するものである。
In the above-described embodiment, not only the cross pattern 18e by the measuring light C but also the reference light B
Also, a cross pattern 18d is generated on the screen 18. However, since the position of the cross pattern 18d generated by the reference light B does not originally change even when the subject 2 is replaced, information on the position where the cross pattern 18d is to be generated (for example, the center position of the screen 18) ) Is stored in the memory of the computer 52, and the cross pattern 18d by the measuring light C is used.
And the position information is fetched, and the position information is compared with the information of the position where the cross pattern 18d by the reference light B is to be generated stored in the memory. May be controlled. That is, the position information stored in the memory is
When the alignment of the test surface 2a is adjusted to a normal position, it corresponds to positional information of a cross pattern to be generated on the test surface 2a by the measurement light c.

【0064】この場合の光学系配置を実施例2として図
11に示す。この実施例2における光学系配置は、図1
に示す実施例1のものと略同様であるが、十字パターン
生成部材41cがコリメータレンズ14の直後(参照光
B/測定光C共通光路)ではなく、被検面2aの直前の
測定光Cの光路中に配され、また、参照光Bの光路内の
みに遮光シャッタ45が配されている点で上記実施例1
のものと相違している。これら十字パターン生成部材4
1cおよび遮光シャッタ45はいずれも光路内に挿脱自
在とされている。
The arrangement of the optical system in this case is shown in FIG. The arrangement of the optical system in the second embodiment is shown in FIG.
However, the cross-pattern generating member 41c is not provided immediately after the collimator lens 14 (common light path for the reference light B / measurement light C) but for the measurement light C immediately before the surface 2a to be measured. The first embodiment is different from the first embodiment in that the light-blocking shutter 45 is disposed only in the optical path of the reference light B in the optical path.
Is different from that of These cross pattern generating members 4
Both the shutter 1c and the light shielding shutter 45 can be inserted into and removed from the optical path.

【0065】次に、この実施例2における被検面アライ
メント調整の各操作について図12に示すフローチャー
トを用いて説明する。
Next, each operation for adjusting the alignment of the test surface in the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0066】まず、各調整部101〜103のステージ
81,86,88の現在位置が取得され、メモリ内に記
憶される(S9)。次に、被検面2aの前段の測定光C
の光路内に十字パターン生成部材41cを挿入する(S
10)。次に、上述した参照光Bの光路内に遮光シャッ
タ45を挿入し、これにより参照光Bの光束がスクリー
ン18上に到達するのを阻止する(S11)。次に、測
定光cの十字パターン画像を取り込み(S12)、コン
ピュータ52内の被検面姿勢調整量演算手段において、
該十字パターンの中心位置、十字の縦線の長さ、十字の
横線の長さ、十字の横線の縦線に対する傾き等を解析す
る(S13)。上記十字パターン画像の中心位置、特に
縦線の中心位置はピッチング調整の重要な要素であり、
縦線の上半分および下半分の長さは高さ調整の重要な要
素であり、また横線の縦線に対する傾きはローリング調
整の重要な要素である。
First, the current positions of the stages 81, 86, and 88 of each of the adjustment units 101 to 103 are acquired and stored in the memory (S9). Next, the measurement light C in the preceding stage of the test surface 2a
Insert the cross pattern generating member 41c into the optical path of (S)
10). Next, the light-blocking shutter 45 is inserted into the optical path of the above-described reference light B, thereby preventing the luminous flux of the reference light B from reaching the screen 18 (S11). Next, a cross pattern image of the measurement light c is fetched (S12), and the inspection surface posture adjustment amount calculating means in the computer 52 calculates
The center position of the cross pattern, the length of the vertical line of the cross, the length of the horizontal line of the cross, the inclination of the horizontal line of the cross with respect to the vertical line, and the like are analyzed (S13). The center position of the cross pattern image, particularly the center position of the vertical line, is an important element for pitching adjustment,
The lengths of the upper and lower halves of the vertical line are important factors for height adjustment, and the inclination of the horizontal line to the vertical line is an important factor for rolling adjustment.

【0067】このようにして各要素について解析した結
果を十字パターン画像の中心位置、縦線長さ、横線傾き
に関する、メモリに格納されていた十字基準(参照光B
により生成されるべき十字パターン画像の基準要素)と
比較し(S14、S17、S18)、上記結果が該十字
基準と略合致していなければ、それらの差から調整のた
めの目標位置を求めるステップ(S15)およびその目
標位置に設定すべく各調整用駆動モータを駆動し、各ス
テージ81,86,88を移動させるステップ(S1
6)の操作を行う。なお、S12〜S18の各ステップ
の操作は、上記各要素についての解析結果が十字基準と
略合致するまで繰返して行われる。
The result of analyzing each element in this manner is based on the cross reference (reference light B) stored in the memory regarding the center position, vertical line length, and horizontal line inclination of the cross pattern image.
(S14, S17, S18), and if the result does not substantially match the cross reference, a target position for adjustment is obtained from the difference between the two. (S15) and a step of driving the respective adjustment drive motors to set the target positions and moving the respective stages 81, 86, 88 (S1).
Perform the operation of 6). The operations in steps S12 to S18 are repeatedly performed until the analysis result of each element substantially matches the cross reference.

【0068】このようにして上記解析結果と十字基準が
略合致すると被検面2aの姿勢調整作業が終了し、本来
の被検面形状解析が行われる。すなわち、参照光Bの光
路内から遮光シャッタ45が退出され、同時に測定光C
の光路内から十字パターン生成部材41cが退出され、
これら参照光Bおよび測定光Cによる被検面2aの干渉
縞画像が形成される。次に、この縞画像を撮像カメラ2
0により撮像し、その縞画像をコンピュータ52内に入
力せしめ(S20)、縞画像のFFT(フーリエ変換に
よるデータ解析)が行われ(S21)、その解析により
得られた結果が画像表示部に表示される(S22)。
When the above-mentioned analysis result substantially matches the cross reference, the work of adjusting the posture of the test surface 2a is completed, and the original test surface shape analysis is performed. That is, the light-blocking shutter 45 exits from the optical path of the reference light B, and at the same time, the measurement light C
The cross pattern generating member 41c exits from the optical path of
An interference fringe image of the test surface 2a is formed by the reference light B and the measurement light C. Next, this striped image is taken by the imaging camera 2
0, the fringe image is input into the computer 52 (S20), FFT (data analysis by Fourier transform) of the fringe image is performed (S21), and the result obtained by the analysis is displayed on the image display unit. Is performed (S22).

【0069】なお、本発明に係る斜入射干渉計装置とし
ては上記実施形態のものに限られるものではなく、種々
の態様の変更が可能である。例えば、光源からの光束を
分割し、再合成するための手段は上記プリズムに限られ
るものではなく、図13〜15に示す如き従来技術にお
ける光束分割、光束再合成の各手段を用いることも可能
である。
The oblique incidence interferometer device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made. For example, the means for splitting and recombining the light beam from the light source is not limited to the above prism, and each of the conventional light beam splitting and light beam recombining means shown in FIGS. 13 to 15 can be used. It is.

【0070】なお、上記十字パターン生成部材はコリー
メータレンズよりも光源側に配することも可能であり、
また、カメラの撮像面に直線十字パターンを生成するこ
とも可能である。
The cross pattern generating member can be arranged closer to the light source than the collimator lens.
It is also possible to generate a straight cross pattern on the imaging surface of the camera.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の斜入射
干渉計装置によれば、光源と被検面との間の光路中に、
結像面上で、その回転方向が判定可能な光学的パターン
を生成し得る調整用パターン生成手段を配設し、これを
上記光学的パターンの位置基準を与える基準パターン生
成手段により生成された基準パターンと比較し、その比
較結果に基づき、両者が略合致するように、被検面調整
手段により被検面の姿勢を調整するようにしているの
で、被検面のピッチング調整、高さ調整のみならずロー
リング調整も良好かつ簡易に行うことができ、本測定に
おける干渉縞解析を簡易かつコンパクトな構成で迅速か
つ容易に行うことができる。
As described above, according to the oblique incidence interferometer of the present invention, the optical path between the light source and the surface to be inspected is
An adjustment pattern generating means for generating an optical pattern whose rotation direction can be determined on the image forming plane is provided, and the reference pattern generated by the reference pattern generating means for providing a position reference of the optical pattern is provided. Compared with the pattern, based on the comparison result, the posture of the test surface is adjusted by the test surface adjusting means so that the two substantially match, so only the pitch adjustment and the height adjustment of the test surface are performed. In addition, the rolling adjustment can be performed well and easily, and the interference fringe analysis in the main measurement can be performed quickly and easily with a simple and compact configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る斜入射干渉計装置
の光学系の構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical system of an oblique incidence interferometer apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す第1の実施例における十字パターン
生成手段の構成を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a cross pattern generating unit in the first embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示す第1の実施例における十字パターン
生成手段の構成を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a cross pattern generating unit in the first embodiment shown in FIG. 1;

【図4】本発明の第1の実施例に係る斜入射干渉計装置
の構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an oblique incidence interferometer according to a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例に係る斜入射干渉計装置
における被検面姿勢調整手段の移動を説明するための図
FIG. 5 is a diagram for explaining the movement of the test surface posture adjusting means in the oblique incidence interferometer apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図6】図5に示す被検面姿勢調整手段の構成を示す図FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a test surface posture adjusting unit shown in FIG. 5;

【図7】本発明の第1の実施例によりスクリーン上に十
字パターンが生成される様子を示す図
FIG. 7 is a view showing a state in which a cross pattern is generated on a screen according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の第1の実施例によりスクリーン上に十
字パターンが生成される様子を示す図
FIG. 8 is a diagram showing how a cross pattern is generated on a screen according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の実施例によりスクリーン上に十
字パターンが生成される様子を示す図
FIG. 9 is a view showing a state in which a cross pattern is generated on a screen according to the first embodiment of the present invention.

【図10】図9に示す各線上における縞強度の変化を示
すグラフ
FIG. 10 is a graph showing a change in stripe intensity on each line shown in FIG. 9;

【図11】本発明の第2の実施例に係る斜入射干渉計装
置の光学系を示す図
FIG. 11 is a diagram showing an optical system of an oblique incidence interferometer apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施例に係る斜入射干渉計装
置の操作を示すフローチャート
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the grazing incidence interferometer according to the second embodiment of the present invention.

【図13】従来の第1の斜入射干渉計装置の構成を示す
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a first conventional oblique incidence interferometer apparatus.

【図14】従来の第2の斜入射干渉計装置の構成を示す
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a second conventional oblique incidence interferometer apparatus.

【図15】従来の第3の斜入射干渉計装置の構成を示す
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a third conventional oblique incidence interferometer apparatus.

【図16】アライメント調整用光路を備えた従来の斜入
射干渉計装置の構成を示す図
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a conventional oblique incidence interferometer apparatus having an alignment adjustment optical path.

【図17】複スリットによる光強度分布を示す図FIG. 17 is a diagram showing a light intensity distribution by a double slit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 被検体 2a 被検面 11、111、211、311 半導体レーザ光源
(光源) 12、312 集光レンズ 13、113、213、313 ピンホール 14、114、214、314 コリメータレンズ 16 第1のプリズム 16a 光束分割面 17 第2のプリズム 17b 光束合成面 18、50、118、218、318、322 スク
リーン 18a 背景 18b 十字パターン 119 観察者 20、219、319 TVカメラ 21、22、23、24、115、315、320
ミラー 25 コリメート光用プリズム 41,41c、43 十字パターン生成部材 42、42a、42b 透光 45,46 遮光シャッタ 51 画像入力基板 52 コンピュータ 53,56 コントローラ 54、57 ドライバ 58、80 被検面姿勢調整手段 81,86,88 ステージ 81a コイルばね 82,90 駆動モータ 83 回転偏心カム 84 ヒンジ 87 レール部 89 脚部 91,92 ベルト車 93 ベルト 100 斜入射干渉計装置 101 ピッチング調整機構部 102 ローリング調整機構部 103 高さ方向調整機構部 104 被検体取出機構部 116 平行平面板 116a、216a 基準平面 216 直角二等辺三角形プリズム 216b 入射面 317a、317b 回折格子 321 結像レンズ A 可干渉光線束(コリメート光) B 可干渉光線束(参照光) C 可干渉光線束(測定光)
2 object 2a object surface 11, 111, 211, 311 semiconductor laser light source (light source) 12, 312 condenser lens 13, 113, 213, 313 pinhole 14, 114, 214, 314 collimator lens 16 first prism 16a Light beam splitting surface 17 Second prism 17b Light beam combining surface 18, 50, 118, 218, 318, 322 Screen 18a Background 18b Cross pattern 119 Observer 20, 219, 319 TV camera 21, 22, 23, 24, 115, 315 , 320
Mirror 25 Collimating light prisms 41, 41c, 43 Cross pattern generating members 42, 42a, 42b Light transmitting 45, 46 Light shielding shutter 51 Image input board 52 Computer 53, 56 Controller 54, 57 Driver 58, 80 Test surface posture adjusting means 81, 86, 88 Stage 81a Coil spring 82, 90 Drive motor 83 Rotational eccentric cam 84 Hinge 87 Rail 89 Leg 91, 92 Belt wheel 93 Belt 100 Oblique incidence interferometer device 101 Pitching adjustment mechanism 102 Rolling adjustment mechanism 103 Height direction adjusting mechanism 104 Object removing mechanism 116 Parallel plane plate 116a, 216a Reference plane 216 Right angle isosceles triangular prism 216b Incident surface 317a, 317b Diffraction grating 321 Imaging lens A Coherent light beam (collimated light) B coherent light beam (reference light) C coherent light beam (measurement light)

フロントページの続き (72)発明者 ▲葛▼ 宗濤 埼玉県大宮市植竹町1丁目324番地 富士 写真光機株式会社内 (72)発明者 小林 富美男 埼玉県大宮市植竹町1丁目324番地 富士 写真光機株式会社内 Fターム(参考) 2F064 AA09 AA15 FF00 GG00 GG12 GG13 GG58 HH03 HH08 KK01 2F065 AA47 FF42 FF51 GG01 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL12 LL28 LL62 MM16 QQ21 QQ29 QQ32Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Kuzu ▼ Souto 1-324 Uetake-cho, Omiya City, Saitama Prefecture Inside Fuji Photo Equipment Co., Ltd. (72) Fumio Kobayashi 1-324, Uetake-cho, Omiya City, Saitama Prefecture Fuji Photo F term in Koki Co., Ltd. (reference)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コリメートされた可干渉性の光を光束分
割手段において分割し、一方の光束は参照光とし、他方
の光束は測定光として被検面に斜入射させ、該参照光お
よび該被検面から反射された該測定光を光束合成手段に
おいて合成し互いに干渉させ、生成された干渉縞を干渉
縞観察用結像面上に形成させるように構成された斜入射
干渉計装置において、 前記光を発生させる光源と前記被検面との間の光路中に
配され、前記結像面上に、回転方向判定可能な光学的パ
ターンを発生させる調整用パターン生成手段と、 前記
光学的パターンの位置基準となるべき、回転方向判定可
能な光学的パターンまたは電気的パターンからなる基準
パターンを発生させる基準パターン生成手段と、 前記調整用パターン生成手段により発生された光学的パ
ターンを前記基準パターンに略合致させるように、前記
被検面の配設姿勢を調整し得る被検面姿勢調整手段を備
えてなることを特徴とする斜入射干渉計装置。
1. A collimated coherent light is split by a light beam splitting means, one light beam is used as reference light, and the other light beam is obliquely incident on a surface to be measured as measurement light. The oblique incidence interferometer device configured to combine the measurement lights reflected from the inspection surface in a light beam combining unit and cause them to interfere with each other, and to form a generated interference fringe on an interference fringe observation imaging surface, An adjustment pattern generation unit that is arranged in an optical path between a light source that generates light and the surface to be inspected and generates an optical pattern that can determine a rotation direction on the imaging surface; A reference pattern generating means for generating a reference pattern consisting of an optical pattern or an electrical pattern capable of determining a rotation direction to be a position reference, and an optical pattern generated by the adjustment pattern generating means An oblique incidence interferometer apparatus comprising: a test surface attitude adjusting means for adjusting an arrangement attitude of the test surface so that the pattern substantially matches the reference pattern.
【請求項2】 前記調整用パターン生成手段が前記光束
分割手段と前記被検面との間の光路中に挿脱自在に配さ
れていることを特徴とする請求項1記載の斜入射干渉計
装置。
2. The oblique incidence interferometer according to claim 1, wherein said adjustment pattern generating means is removably inserted in an optical path between said light beam dividing means and said surface to be inspected. apparatus.
【請求項3】 前記基準パターン生成手段と前記調整用
パターン生成手段とが兼用されており、前記光源と前記
光束分割手段との間に挿脱自在に配された所定形状の透
孔を設けた部材からなることを特徴とする請求項1記載
の斜入射干渉計装置。
3. The reference pattern generating means and the adjustment pattern generating means are also used, and a through hole of a predetermined shape is provided between the light source and the light beam dividing means so as to be freely inserted and removed. 2. The oblique incidence interferometer according to claim 1, wherein the oblique incidence interferometer comprises a member.
【請求項4】 前記部材が平行光束中に挿脱自在に配さ
れていることを特徴とする請求項3記載の斜入射干渉計
装置。
4. The oblique incidence interferometer apparatus according to claim 3, wherein said member is arranged so as to be freely inserted into and removed from a parallel light beam.
【請求項5】 前記調整用パターン生成手段は、十字形
状の透孔を設けた遮光板であることを特徴とする請求項
1〜4のうちいずれか1項記載の斜入射干渉計装置。
5. The oblique incidence interferometer apparatus according to claim 1, wherein said adjustment pattern generating means is a light shielding plate provided with a cross-shaped through hole.
【請求項6】 前記基準パターン生成手段は、前記被検
面が正規の測定位置に配置された際に前記調整用パター
ン生成手段により生成される前記結像面上における光学
的パターンの位置データを記憶したメモリであることを
特徴とする請求項1、2、5のうちいずれか1項記載の
斜入射干渉計装置。
6. The reference pattern generation unit generates position data of an optical pattern on the image plane generated by the adjustment pattern generation unit when the test surface is arranged at a regular measurement position. 6. The grazing incidence interferometer device according to claim 1, wherein the oblique incidence interferometer device is a stored memory.
【請求項7】 前記光学的パターンの位置データは、前
記参照光中に配された基準パターン生成手段により前記
結像面上に生成された光学的パターンに基づいて得られ
たものであることを特徴とする請求項6記載の斜入射干
渉計装置。
7. The method according to claim 7, wherein the position data of the optical pattern is obtained based on the optical pattern generated on the image plane by the reference pattern generating means arranged in the reference light. 7. The oblique incidence interferometer device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記参照光の光路中および/または前記
測定光の光路中に遮光シャッタを挿脱自在に設けたこと
を特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の斜
入射干渉計装置。
8. The oblique incidence according to claim 1, wherein a light-blocking shutter is provided in the optical path of the reference light and / or the optical path of the measurement light so as to be freely inserted and removed. Interferometer device.
【請求項9】 前記被検面姿勢調整手段は、前記被検面
の測定光入射面を基準としたとき、この面に直交し、か
つ該被検面内に含まれる回転軸を用いて被検面回転調整
を行うピッチング調整と、該回転軸に直交し、かつ該被
検面内に含まれる回転軸を用いて被検面回転調整を行う
ローリング調整と、該被検面の上下方向の調整を行う高
さ調整の各調整を少なくともなし得るように構成されて
いることを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項
記載の斜入射干渉計装置。
9. The test surface attitude adjusting means uses a rotation axis orthogonal to the test light incident surface of the test surface and included in the test surface, with respect to the test light incident surface. Pitching adjustment for adjusting the rotation of the test surface, rolling adjustment orthogonal to the rotation axis, and performing rotation adjustment of the test surface using a rotation axis included in the test surface, and vertical adjustment of the test surface. The oblique incidence interferometer device according to any one of claims 1 to 8, wherein the oblique incidence interferometer device is configured to perform at least each of height adjustments for performing the adjustment.
【請求項10】 前記被検面姿勢の調整は、前記結像面
上に結像された画像を取り込む撮像手段と、コンピュー
タ内に配された被検面姿勢調整量演算手段と、該演算手
段により演算された調整量に基づいて前記被検面姿勢調
整手段の駆動を行うアクチュエータを含む自動制御手段
を用いて行われることを特徴とする請求項1〜9のうち
いずれか1項記載の斜入射干渉計装置。
10. The method for adjusting the posture of the surface to be inspected includes an imaging unit that captures an image formed on the image plane, a posture adjustment amount calculation unit for the surface to be inspected disposed in a computer, and the operation unit. 10. The oblique method according to claim 1, wherein the control is performed using an automatic control unit including an actuator that drives the test surface posture adjusting unit based on the adjustment amount calculated by the control unit. Incident interferometer device.
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