JPH0148962B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0148962B2 JPH0148962B2 JP58055281A JP5528183A JPH0148962B2 JP H0148962 B2 JPH0148962 B2 JP H0148962B2 JP 58055281 A JP58055281 A JP 58055281A JP 5528183 A JP5528183 A JP 5528183A JP H0148962 B2 JPH0148962 B2 JP H0148962B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- optical system
- light
- signal
- measuring device
- Prior art date
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は主として円盤体の形状測定装置に関す
る。
る。
円盤体の表面に現われている微小な高さを非接
触で検出する場合、従来技術の一つに干渉法を用
いてITVのモニター画像上に干渉パターンを表
示してみる測定装置が考えられる。しかし、一度
に広い画面をITVに取り込むと分解能に制限さ
れ、微小な欠陥は検出できない。さらに自動検査
とするためには、超高速の画像処理機能が必要と
なり、実際的ではない。また、干渉法で画像処理
を使わないで行う場合は、可干渉光であるレーザ
光を二つに分け、一方の光を参照用ミラーに照射
し、また、円盤体を回転させながら、他方の光を
半径方向に移動させて照射し、円盤体からの反射
光を参照用ミラーからの反射光と干渉させる。し
かし、この場合、円盤体の表面の検出点と参照用
ミラーの位置が離れていると、外部からの振動や
円盤体を回転させる回転機構による振動、その他
で光路差が不安定に変化するため、Ｓ／Ｎの高い
計測ができない欠点があつた。また、回転に伴な
い円盤体が上下動すると、二つの光路がずれてし
まい、干渉縞が消滅するなどの欠点があつた。
触で検出する場合、従来技術の一つに干渉法を用
いてITVのモニター画像上に干渉パターンを表
示してみる測定装置が考えられる。しかし、一度
に広い画面をITVに取り込むと分解能に制限さ
れ、微小な欠陥は検出できない。さらに自動検査
とするためには、超高速の画像処理機能が必要と
なり、実際的ではない。また、干渉法で画像処理
を使わないで行う場合は、可干渉光であるレーザ
光を二つに分け、一方の光を参照用ミラーに照射
し、また、円盤体を回転させながら、他方の光を
半径方向に移動させて照射し、円盤体からの反射
光を参照用ミラーからの反射光と干渉させる。し
かし、この場合、円盤体の表面の検出点と参照用
ミラーの位置が離れていると、外部からの振動や
円盤体を回転させる回転機構による振動、その他
で光路差が不安定に変化するため、Ｓ／Ｎの高い
計測ができない欠点があつた。また、回転に伴な
い円盤体が上下動すると、二つの光路がずれてし
まい、干渉縞が消滅するなどの欠点があつた。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、被測
定物およびこれを照射する測定用の光の相対的な
変動が生じても測定精度に影響なく測定する装置
を提供することを目的とする。
定物およびこれを照射する測定用の光の相対的な
変動が生じても測定精度に影響なく測定する装置
を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は一つの光源から発せられる可干渉光を
入射させて二つの平行な光束に分けるとともに、
両方の光束を異なる位置に集束して回転させた被
測定物に相対的に半径方向に移動させながら照射
し、この照射による二つの反射光を干渉光として
入射方向と異なる方向に偏向させる光学系を配置
し、この干渉光を演算処理することにより欠陥と
なる微小高さあるいは深さの形状およびその位置
を検出するように構成したものである。
入射させて二つの平行な光束に分けるとともに、
両方の光束を異なる位置に集束して回転させた被
測定物に相対的に半径方向に移動させながら照射
し、この照射による二つの反射光を干渉光として
入射方向と異なる方向に偏向させる光学系を配置
し、この干渉光を演算処理することにより欠陥と
なる微小高さあるいは深さの形状およびその位置
を検出するように構成したものである。
本発明の一実施例を第１乃至第４図にて説明す
る。すなわち、この一実施例における構成は投光
部とこの投光部からの可干渉光を二つの平行な光
束にする光学系と、二つの光束を被測定物に照射
する照射光学系と、被照射物を回転する機構と、
照射光学系を被測定物の半径方向へ移動する駆動
機構および被測定物からの反射光による干渉光の
検出部および検出部からの信号と被測定物に対す
る位置信号とを演算表示する処理部とからなつて
いる。すなわち、たとえばHe−Heレーザ光を放
出するレーザ発振器１を有し、このレーザ発振器
１から放出されたレーザ光Ｌの光路上にケスター
プリズム２が設けられている。ケスタープリズム
２によつて偏向された二つの平行な光束L1，L2
を入射する位置に上記光速L1，L2の光軸方向
（Ｘ方向）に図示せぬ移動機構により移動自在な
光学系３が設けられている。この光学系３は鏡筒
３ａを有し、この鏡筒内に上記光束L1，L2を下
部方向に反射させる反射鏡４とその直角に反射さ
れた光束L1，L2とを集束する集光レンズ５とを
設けた構成になつている。集光レンズ５は反射鏡
４に対して遠近自在になつている。上記集光レン
ズ５に被測定物であるビデイオデイスク６（以下
デイスクと略す）を対面させ、このデイスク６を
保持して回転させる駆動機構７が設けられてい
る。この駆動機構７には回転角θを検出するエン
コーダ８が備えられている。一方、上記デイスク
６に照射される光束L1，L2のデイスク６よりの
反射光L3，L4は集光レンズ５、反射鏡４を経、
さらにケスタープリズム２に戻つた後出光するよ
うになつており、この出光した反射光L3，L4を
検出して電気信号に変換するために、ピンボール
９を介し受光素子１０が設けられている。受光素
子１０の出力信号は増幅器１１に入りさらに増幅
された信号は演算処理部１２で処理され、その結
果は表示部１３に表示されるようになつている。
なお、演算処理部１２はエンコーダ８の回転中に
おける信号△θと上記光学系３の移動機構におけ
る移動距離信号△ｘとが常時入力されるようにな
つている。
る。すなわち、この一実施例における構成は投光
部とこの投光部からの可干渉光を二つの平行な光
束にする光学系と、二つの光束を被測定物に照射
する照射光学系と、被照射物を回転する機構と、
照射光学系を被測定物の半径方向へ移動する駆動
機構および被測定物からの反射光による干渉光の
検出部および検出部からの信号と被測定物に対す
る位置信号とを演算表示する処理部とからなつて
いる。すなわち、たとえばHe−Heレーザ光を放
出するレーザ発振器１を有し、このレーザ発振器
１から放出されたレーザ光Ｌの光路上にケスター
プリズム２が設けられている。ケスタープリズム
２によつて偏向された二つの平行な光束L1，L2
を入射する位置に上記光速L1，L2の光軸方向
（Ｘ方向）に図示せぬ移動機構により移動自在な
光学系３が設けられている。この光学系３は鏡筒
３ａを有し、この鏡筒内に上記光束L1，L2を下
部方向に反射させる反射鏡４とその直角に反射さ
れた光束L1，L2とを集束する集光レンズ５とを
設けた構成になつている。集光レンズ５は反射鏡
４に対して遠近自在になつている。上記集光レン
ズ５に被測定物であるビデイオデイスク６（以下
デイスクと略す）を対面させ、このデイスク６を
保持して回転させる駆動機構７が設けられてい
る。この駆動機構７には回転角θを検出するエン
コーダ８が備えられている。一方、上記デイスク
６に照射される光束L1，L2のデイスク６よりの
反射光L3，L4は集光レンズ５、反射鏡４を経、
さらにケスタープリズム２に戻つた後出光するよ
うになつており、この出光した反射光L3，L4を
検出して電気信号に変換するために、ピンボール
９を介し受光素子１０が設けられている。受光素
子１０の出力信号は増幅器１１に入りさらに増幅
された信号は演算処理部１２で処理され、その結
果は表示部１３に表示されるようになつている。
なお、演算処理部１２はエンコーダ８の回転中に
おける信号△θと上記光学系３の移動機構におけ
る移動距離信号△ｘとが常時入力されるようにな
つている。
次に上記装置の作用について説明する。
デイスク６を回転しさらにレーザ光Ｌを放出せ
しめて光束L1，L2をデイスク６上に照射して測
定は開始される。すなわち、光束L1，L2はデイ
スク６の上面に間隔Ｄになる二つのスポツトＡお
よびＢを投影し、これらのスポツトは一方が参照
点、他方が観測点としての役割がなされる。した
がつて、例えば第４図に示すように、デイスク６
に凸状の欠陥１４があつた場合、平担部における
スポツトＡを参照点とし、その反射光L3と、欠
陥１３におけるスポツトＢを観測点とし、その反
射光L4とは欠陥１４の高さに応じた干渉光とな
つてケスタープリズム２より出光し受光される。
このときの受光信号は欠陥と認められない程度の
平担部における受光信号とは異なるため、演算処
理部１２により処理され、また同時にエンコーダ
８と光学系３の移動機構との各信号が処理され、
デイスク６の座標位置とともに欠陥１４の形状の
程度（高さでの表示）が表示される。
しめて光束L1，L2をデイスク６上に照射して測
定は開始される。すなわち、光束L1，L2はデイ
スク６の上面に間隔Ｄになる二つのスポツトＡお
よびＢを投影し、これらのスポツトは一方が参照
点、他方が観測点としての役割がなされる。した
がつて、例えば第４図に示すように、デイスク６
に凸状の欠陥１４があつた場合、平担部における
スポツトＡを参照点とし、その反射光L3と、欠
陥１３におけるスポツトＢを観測点とし、その反
射光L4とは欠陥１４の高さに応じた干渉光とな
つてケスタープリズム２より出光し受光される。
このときの受光信号は欠陥と認められない程度の
平担部における受光信号とは異なるため、演算処
理部１２により処理され、また同時にエンコーダ
８と光学系３の移動機構との各信号が処理され、
デイスク６の座標位置とともに欠陥１４の形状の
程度（高さでの表示）が表示される。
なお、集光レンズ５の上下動の調整によりスポ
ツトＡ，Ｂの間隔Ｄを任意に変化でき、測定の自
由度を増すことができる。また、ケスタープリズ
ム２にかえて、二つの平行光束に偏向して干渉さ
せる他の光学系を設けることは自由である。
ツトＡ，Ｂの間隔Ｄを任意に変化でき、測定の自
由度を増すことができる。また、ケスタープリズ
ム２にかえて、二つの平行光束に偏向して干渉さ
せる他の光学系を設けることは自由である。
参照点と観測点の両方を被測定物上にとつてい
るため、振動や外部ノイズに強く、かつ被測定物
の上下動にも影響されずにｓ／ｎ比の高い干渉信
号が得られ、高精度の測定が実施できる。
るため、振動や外部ノイズに強く、かつ被測定物
の上下動にも影響されずにｓ／ｎ比の高い干渉信
号が得られ、高精度の測定が実施できる。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図は上記実施例の要部を示す斜視図、第３図はケ
プラープリズムにおける光の透過を示す図、第４
図は測定の一例を示す断面図である。 １……レーザ発振器、２……ケスタープリズ
ム、３……光学系、７……駆動機構、８……エン
コーダ、９……コリメータ、１０……受光素子、
１２……演算処理部、１３……表示部。
図は上記実施例の要部を示す斜視図、第３図はケ
プラープリズムにおける光の透過を示す図、第４
図は測定の一例を示す断面図である。 １……レーザ発振器、２……ケスタープリズ
ム、３……光学系、７……駆動機構、８……エン
コーダ、９……コリメータ、１０……受光素子、
１２……演算処理部、１３……表示部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可干渉光を投光する投光器と、上記可干渉光
を二つの光束に分割する分割光学系と、上記二つ
の光束を被測定物表面上の異なる位置に集束照射
する集光光学系と、上記被測定物からの反射光を
上記分割光学系内で干渉した光を受光する光電変
換素子と、上記被測定物を回転する回転機構と、
上記被測定物の回転中の回転角の信号を出力する
回転角検出器と、上記被測定物とこれを照射する
レーザ光とを上記被測定物の半径方向に相対移動
させるその移動距離信号を出力する移動機構と、
上記光電変換素子からの出力信号と上記回転角信
号および移動機構における移動距離信号とをそれ
ぞれ入力して上記被測定物の面上の微小高さおよ
びその位置を演算処理する演算部と、この演算部
よりの処理信号を数値もしくは図形表示する表示
部とを備えることを特徴とする形状測定装置。 ２ 分割光学系はケスタープリズムからなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の形状測
定装置。 ３ 移動機構は反射鏡とこの反射鏡で反射したレ
ーザ光を集光する集光光学系とで対になり被測定
物の半径方向に移動自在になる移動光学系からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5528183A JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5528183A JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183310A JPS59183310A (ja) | 1984-10-18 |
| JPH0148962B2 true JPH0148962B2 (ja) | 1989-10-23 |
Family
ID=12994201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5528183A Granted JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183310A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4110230A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Zeiss Carl Fa | Vorrichtung zur interferometrischen messung der dicke einer transparenten schicht |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567006A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-24 | Ibm | Method of extending measurement range of interference |
-
1983
- 1983-04-01 JP JP5528183A patent/JPS59183310A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567006A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-24 | Ibm | Method of extending measurement range of interference |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183310A (ja) | 1984-10-18 |
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