JPH01180403A - 微小孔径の測定方法 - Google Patents
微小孔径の測定方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
用するフェルール等、微小孔を有する部品の微小孔径を
光学的手段により測定する方法に関する。
ってきており、それに伴って精度の高い測定技術の確立
が望まれている。例えば、光ファイバをコネクタに固定
する際に使用されるフェルールにおいて、光ファイバを
挿通するための孔の孔径と光ファイバの直径との差が当
該光ファ゛イバの光軸ずれとなるため、このフェルール
の孔径は光ファイバの直径である125μmに極めて近
い値、例えば、125±0.1tIm程度であることが
要求されている。
定部分を拡大像を得、人の判断で行っていたが、各人の
判断基準にバラツキがあるため精度の高い測定値が得ら
れないという不具合がある。
り得られた画像を検査する方法が提案され、最近のがそ
を処理技術の発展に伴って優れた効果をあげている。し
かし、カメラによる画像の分解能は例えば孔径1100
aに対して高々1pm程度であり、上記したフェルール
の孔径のように、それ以上の測定精度が要求される場合
は画像処理数を増やして対応している。ところが、この
場合、画像処理時間が増大すると共に、測定系全体も大
規模となり、コストの上昇を招来するという問題がある
。
手法を用いた微小孔径の測定方法が提案されている。即
ち、これは微小孔に入射した光がその出口で回折する現
象を利用したもので、この回折光を解析することにより
測定対称物の形状を知ることが可能となる。この方法に
おいては、回折光を精度良く受光することが必要であり
、例えば多数の光電変換素子の配列から構成されたディ
テクタアレイ等の光検出器を使用して、回折パターンを
電気信号として取り出すようにしている。
ては、当該検出器を構成する光電変換素子数に限界があ
るため、測定精度の向上には自ずから限界があり、例え
ば、上記したフェルールの孔径測定に要求される精度、
即ち、1100aの孔径を0.1μmの精度で測定する
ことは困難であり、仮に光電変換素子数を増大させて必
要な精度を達成したとしても、そのコストが著しく上昇
するため実用には全く適さない。
孔径を高精度且つ低コストで測定することが可能な微小
孔径の測定方法を提供することを目的とする。
成するために本発明によれば、微小孔に単一波長光を入
射し、当該単一波長光が前記微小孔を通過することによ
って生じる回折光の回折リングのリング径から前記微小
孔径を測定する方法において、前記回折光を集光したの
ち反射光として取り出し、該反射光を微小間隙を通して
光検出器により受光し、前記回折光に生じた回折リング
と前記微小間隙との相対的位置を連続的に変化させるこ
とにより、興起回折リングの強度分布を求め、当該強度
分布曲線のピーク値の30〜70%の範囲にある所定強
度に対応するピーク幅をリング径として、当該リング径
と基準リング径との相対値から前記微小孔径を算出する
ことどしたものである。
子上に収束させ、検出されたスポット位置を前記回折リ
ング中心として、前記光検出器の位置決めを行うことと
してもよい。
使用される測定系の構成の一例を示したもので、単一波
長光源例えばレーザ1から出射された光は被測定物2の
微小孔2aに入射され、当該微小孔2aからの出射光は
リング状の回折光となって進行する。この回折光をレン
ズ3により回転ミラー4のミラー面に収束させ、当該ミ
ラー面での反射光をスリット5aを有する光検出器5に
導入する。y!、検出器5により検出された光強度及び
回転ミラー4の回転角度は夫々電気信号としてリング径
測定回路6に入力される。又、リング径測定回路6は計
算機7に電気的に接続されている。
ッタ8が配設され、回折光の一部が位置検出素子9に入
射されるようになっている0位置検出素子9には位置検
出制御回路10が接続されており、この位置検出制御回
路10は光検出器5に取り付けられた光検出器位置決め
ステージの作動を制御する。
孔2aに単一波長光門人射させると、当該微小孔2aの
出口でリング状の回折光が生じる。
4により反射させて光検出器5へ導入する。
一部の強度であり、回転ミラー4を回動させることによ
り、当該回折光の広がり角に対する光強度分布を測定す
ることができる。
するためのものである。即ち、微小孔の位置に誤差が生
じた場合、光検出器5は回折リング中心からずれた断面
の光強度分布を検出することとなる。その結果、リング
径は実際よりも小さく検出されてしまい、微小孔2aの
径は実際よりも大きい値となってしまう、従って、位置
検出素子9により回折リングのリング径中心を正確に検
出する必要がある。具体的には、ビームスプリッタ8に
より回折光の一部を位置検出素子9上に入射させるが、
この時の収束ビーム径を200μm程度とすれば、1μ
m以下の精度で位置検出を行うことが可能となる。この
位置信号に基づいて位置決めステージ11を駆動し光検
出器5の位置を決定すれば、常に正確な回折リング中心
断面における光強度分布を測定することができる。尚、
位置検出制御回路10により、直接被測定物2の位置を
調整することとしてもよい。
の中心断面の光強度分布であり、第2図(a)は回折リ
ング、同図(ロ)はその中心断面の光強度分布を回転ミ
ラーの回転角に対して示したグラフである。このような
回折リングの光強度分布曲線において、中心のリングに
対応する光強度のピーク値を100%としたときの30
〜70%の範囲の所定強度に対応するピーク幅をリング
径とする。
僅かなリング径の変化をも検出することができるためで
ある。
方法は種々考えられるが、例えば、孔径の異なる数種類
の基準サンプルを用意し、各孔径に対応するリング径を
予め求めておき、得られた検量線から測定された微小孔
径を決定することが最も簡便な方法である。
中心のずれが許容できる場合は、位置検出素子と位置検
出制御回路より構成された位置検出系は省略しても差し
支えない、又、スリット5aに代えてピンホールを形成
しても充分な測定精度を確保することができる。
に変化させる手段としては、上記した回転ミラーを回動
させる他に、スリットを直線走査することによっても実
施可能である。
ルール、内径126〜129 μm)を用意し、第1図
に示したものと同様な測定系を使用して孔径を測定した
。光源としては、出力5mWのHe −Neレーザ(1
’ll!LLIS GLIOT社製)を、光検出器5と
しては幅25μmのスリットを有するビームプロファイ
ラ1180−CP (PIG丁ON+Inc、製)を使
用し、外部温度20±2°Cにおいて、回折リングの光
強度のピーク値の50%の強度に対応するピーク幅即ち
半値幅(HW)をリング径とした。
定性を観察したところ、HWζ1000μmに対して変
動は±1.OtIm以内であることが確認され、これは
約0.IIImの孔径変化に相当する。
るリング径の変化の度合を調べ、その結果を第3図に示
した。第3図から、1#mの孔径変化に対して、約11
μmのリング径変化が観察される。これは、上記した信
号変動の約10倍であり、これらの測定値を基準値とし
て、孔径変化を±0.1amの精度で、しかも良好な直
線性をもって測定しうる可能性を示している。更に、孔
径126μmのフェルールにより、リング径の再現性試
験を行ったところ、n=20で、平均値=1006.2
μm、リング径に対する標準偏差σ=0.5であり、所
要の精度が得られることが確認された。
光を入射し、当該単一波長光が前記微小孔を通過するこ
とによって生じる回折光の回折リングのリング径から前
記微小孔径を測定する方法において、前記回折光を集光
したのち反射光として取り出し、該反射光を微小間隙を
通して光検出器により受光し、前記回折光に生じた回折
リングと前記微小間隙との相対的位置を連続的に変化さ
せることにより、前記回折リングの強度分布を求め、当
該強度分布曲線のピーク値の30〜70%の範囲にある
所定強度に対応するピーク幅をリング径として、当該リ
ング径と基準リング径との相対値から前記微小孔径を算
出することとしたので、簡便な操作により、短時間、且
つ、高精度で微小孔径を測定することができ、例えば、
光フアイバ固定用のフェルールの孔径測定に有用である
。
上に収束させ、検出されたスポット位置を前記回折リン
グ中心として、前記光検出器の位置決めを行うことによ
って、特に回折リング径が比較的小さい場合に回折リン
グ中心のずれを防止し、測定精度を向上させることがで
きる。
用する測定系の構成の一例を示す概念的構成図、第2図
は回折リングの強度分布を示すグラフ、第3図は微小孔
径の変化に対する回折リング径の変化を示すグラフであ
る。 l・・・レーザ光源、2a・・・微小孔、4・・・回転
ミラー、5・・・光検出器、5a・・・スリット、6・
・・リング径測定回路、lO・・・位置検出制御回路。
Claims (2)
- (1)微小孔に単一波長光を入射し、当該単一波長光が
前記微小孔を通過することによって生じる回折光の回折
リングのリング径から前記微小孔径を測定する方法にお
いて、前記回折光を集光したのち反射光として取り出し
、該反射光を微小間隙を通して光検出器により受光し、
前記回折光に生じた回折リングと前記微小間隙との相対
的位置を連続的に変化させることにより、前記回折リン
グの強度分布を求め、当該強度分布曲線のピーク値の3
0〜70%の範囲にある所定強度に対応するピーク幅を
リング径として、当該リング径と基準リング径との相対
値から前記微小孔径を算出することを特徴とする微小孔
径の測定方法。 - (2)前記集光された回折光の1部を取り出して位置検
出素子上に収束させ、検出されたスポット位置を前記回
折リング中心として、前記光検出器の位置決めを行うこ
とを特徴とする請求項1記載の微小孔径の測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63003176A JPH01180403A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 微小孔径の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63003176A JPH01180403A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 微小孔径の測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01180403A true JPH01180403A (ja) | 1989-07-18 |
Family
ID=11550079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63003176A Pending JPH01180403A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 微小孔径の測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01180403A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1293990A3 (en) * | 2001-09-18 | 2006-05-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for measuring aperture size of near-field optical probe and method thereof |
JP2009075094A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-04-09 | Nikon Corp | 位置検出装置、位置検出方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
-
1988
- 1988-01-12 JP JP63003176A patent/JPH01180403A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1293990A3 (en) * | 2001-09-18 | 2006-05-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for measuring aperture size of near-field optical probe and method thereof |
JP2009075094A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-04-09 | Nikon Corp | 位置検出装置、位置検出方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
US8416423B2 (en) | 2007-08-28 | 2013-04-09 | Nikon Corporation | Interferometric apparatus for detecting 3D position of a diffracting object |
US9885558B2 (en) | 2007-08-28 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Interferometric apparatus for detecting 3D position of a diffracting object |
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