JPH02228512A - 固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置 - Google Patents
固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置Info
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- JPH02228512A JPH02228512A JP1049616A JP4961689A JPH02228512A JP H02228512 A JPH02228512 A JP H02228512A JP 1049616 A JP1049616 A JP 1049616A JP 4961689 A JP4961689 A JP 4961689A JP H02228512 A JPH02228512 A JP H02228512A
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置に
間するものである。
間するものである。
［従来の技術］
各種の工業あるいは科学の分野において課題となってい
る加工表面の計測法には、従来９機械的粗さ計で計測す
る方法、レーザ干渉計で計測する方法等がある０機械的
祖ざＭｆでは、接触式であるため、試料の表面にきすを
つけると同時に、精密な計測が不可能であった。また、
レーザ干渉計を用いて、形状・粗さを精密に非接触で測
定する方法は多く開発されているが、得られる情報は光
学的形状・粗さであって真の幾何学的形状・粗さでなく
１表面の状態に依存するため、これらの方法は、より高
度な計測への応用が不可能である。
る加工表面の計測法には、従来９機械的粗さ計で計測す
る方法、レーザ干渉計で計測する方法等がある０機械的
祖ざＭｆでは、接触式であるため、試料の表面にきすを
つけると同時に、精密な計測が不可能であった。また、
レーザ干渉計を用いて、形状・粗さを精密に非接触で測
定する方法は多く開発されているが、得られる情報は光
学的形状・粗さであって真の幾何学的形状・粗さでなく
１表面の状態に依存するため、これらの方法は、より高
度な計測への応用が不可能である。
［発明が解決しようとする問題点コ
レーザ干渉計で計測する方法は２表面の計測が高分解能
化し、ナノメートルの領域に達しているが、金属のよう
な導体の表面においては、光がわずかであるが浸透する
ために、レーザ干渉計で測定された値はその表面の幾何
学的形状を示さない。
化し、ナノメートルの領域に達しているが、金属のよう
な導体の表面においては、光がわずかであるが浸透する
ために、レーザ干渉計で測定された値はその表面の幾何
学的形状を示さない。
このため、レーザ干渉計測においては、被測定固体表面
に異種の材料で皮膜を蒸着したり、または。
に異種の材料で皮膜を蒸着したり、または。
被測定固体表面に異種の材質の物体を光学接触させて、
被測定固体表面と異種の物体の表面における光の浸透深
さの差を光学的に測定することによって、固体表面にお
ける光の浸透深さを求めていたので、＋Ｊ１定精度が悪
かった。
被測定固体表面と異種の物体の表面における光の浸透深
さの差を光学的に測定することによって、固体表面にお
ける光の浸透深さを求めていたので、＋Ｊ１定精度が悪
かった。
このように、従来のレーザ干渉計測は２分解能が高いに
もかかわらず、その有朋性が制限されている。この計測
技術が高分解能の特長を十分に発揮することができれば
、レーザ干渉計測の有用性は多大である。
もかかわらず、その有朋性が制限されている。この計測
技術が高分解能の特長を十分に発揮することができれば
、レーザ干渉計測の有用性は多大である。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、レーザ光を光源として用い２分割して、一方
のレーザ光は被測定物体の表面を照射いもう一方のレー
ザ光は参照光として参照鏡を照射し、これらからの反射
光が干渉し被測定物体の表面の光学的形状を測定すると
ともに、被測定物体の照射光だけの光強度を利用する変
位計測法によって被測定物体の表面の光学的形状を測定
することによって、これらの測定値の比較から被測定物
体の表面の幾何学的形状を精密に求める方法で前記問題
点を解決した。
のレーザ光は被測定物体の表面を照射いもう一方のレー
ザ光は参照光として参照鏡を照射し、これらからの反射
光が干渉し被測定物体の表面の光学的形状を測定すると
ともに、被測定物体の照射光だけの光強度を利用する変
位計測法によって被測定物体の表面の光学的形状を測定
することによって、これらの測定値の比較から被測定物
体の表面の幾何学的形状を精密に求める方法で前記問題
点を解決した。
Ｃｌａ明の実施例コ
光波干渉を利用して測定される寸法の光学的測定値は媒
質の屈折率が位相屈折率であるのに対い光の強度を利用
して測定される寸法の光学的測定値は群圧折率である。
質の屈折率が位相屈折率であるのに対い光の強度を利用
して測定される寸法の光学的測定値は群圧折率である。
これらの原理を利用して。
被測定物体の媒質の群・位相屈折率の定数を知フて９表
面における光の浸透深さを求め、正しい幾何学的粗さ・
形状を決定することができる。いま。
面における光の浸透深さを求め、正しい幾何学的粗さ・
形状を決定することができる。いま。
第１図に示すように、光の浸透深さをｄとすると。
光波干渉計による寸法の光学的測定値は。
１＋＝ｎｄ
で与えられ、光強度による方法では。
１、＝ｎ、ｄ
で与えられるので、これらの式から。
ｄ＝１９−Ａ（１゜−１＋ ）
が導かれる。ここで。
Ａ＝ （ｎｏ −１） ／ （ｎｌｌ−ｎ＋）であり、
一定である。従って＋ １＋ と】１を精密に測定す
ることによって、ｄの値が精度よく求められる。
一定である。従って＋ １＋ と】１を精密に測定す
ることによって、ｄの値が精度よく求められる。
第２図は２本発明の実施例の構成図であり、入射光１（
周波数；ｆｌ とｈ ）がビームスプリッタ２を経た後
、偏光プリズム３に入射い ２闇波光は偏光状態が直交
しているので、それらの方向を分離されて、一方のプロ
ーブ光ＩＯは被測定面である固体表面８に向い、もう一
方の参照光９は参照鏡７に向かう、これらの反射光が反
射鏡６を経て偏光子１３を通った後干渉し、干渉計測さ
れる。この場合＋ ｆｌとｆ２とによるビート信号が
形成され９表面の形状に従ってビート信号の位相が変化
するσで、ヘテロダイン法によって光学的形状が高い分
解能で測定される。もう一方のブ°ローブ光１０は、被
測定表面のみを照射する光波として、偏光子１２によっ
て単独で検出されレンズの焦点の位置からずれることに
よって像パターンが変化することを利用して、４分割形
のセンサによってずれ（変位量）を精密に測定する強度
法によって変位の信号を得て、アクチュエータ４に入射
され、被測定表面とレンズの距離が一定になるように制
御される。この結果、干渉計測による値のみが実際に測
定される。この場合アクチュエータ４を用いないで変位
情報を得て、前述の干渉計による値とを比較してもよい
。
周波数；ｆｌ とｈ ）がビームスプリッタ２を経た後
、偏光プリズム３に入射い ２闇波光は偏光状態が直交
しているので、それらの方向を分離されて、一方のプロ
ーブ光ＩＯは被測定面である固体表面８に向い、もう一
方の参照光９は参照鏡７に向かう、これらの反射光が反
射鏡６を経て偏光子１３を通った後干渉し、干渉計測さ
れる。この場合＋ ｆｌとｆ２とによるビート信号が
形成され９表面の形状に従ってビート信号の位相が変化
するσで、ヘテロダイン法によって光学的形状が高い分
解能で測定される。もう一方のブ°ローブ光１０は、被
測定表面のみを照射する光波として、偏光子１２によっ
て単独で検出されレンズの焦点の位置からずれることに
よって像パターンが変化することを利用して、４分割形
のセンサによってずれ（変位量）を精密に測定する強度
法によって変位の信号を得て、アクチュエータ４に入射
され、被測定表面とレンズの距離が一定になるように制
御される。この結果、干渉計測による値のみが実際に測
定される。この場合アクチュエータ４を用いないで変位
情報を得て、前述の干渉計による値とを比較してもよい
。
［発明の効果コ
本発明は、物体の表面の幾何学的形状を精密に洞室する
ものである。従って、ナノメートル領域における計測に
おいては、各種の分野にわたって応用が可能である。
ものである。従って、ナノメートル領域における計測に
おいては、各種の分野にわたって応用が可能である。
第１図は、物体の表面における光の反射特性を示す概略
図である。第２図は９本発明の実施例の構成図である。 １・・・・・入射光 ２・・・・令ビームスプリッタ ３・・・・・偏光プリズム ４・・◆・・アクチュエータ ５・・・・・レンズ ６・・・・・反射鏡 ７・・・・・参照鏡 ８・・・・・固体表面 ９・・・・・参照光 ０・・・・・プローブ光 １・・・・・ビームスブリ・ンタ ２、１３・・・・偏光子 ４・・・・・単一周波光 ５・・・・・ビート信号光 ｄ・・・・・光の浸透深さ 指定代理人
図である。第２図は９本発明の実施例の構成図である。 １・・・・・入射光 ２・・・・令ビームスプリッタ ３・・・・・偏光プリズム ４・・◆・・アクチュエータ ５・・・・・レンズ ６・・・・・反射鏡 ７・・・・・参照鏡 ８・・・・・固体表面 ９・・・・・参照光 ０・・・・・プローブ光 １・・・・・ビームスブリ・ンタ ２、１３・・・・偏光子 ４・・・・・単一周波光 ５・・・・・ビート信号光 ｄ・・・・・光の浸透深さ 指定代理人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を光源として用い２分割して、一方のレー
ザ光は被測定物体の表面を照射し、もう一方のレーザ光
は参照光として参照鏡を照射し、これからの反射光が干
渉し被測定物体の表面の光学的形状を測定するとともに
、被測定物体の照射光だけの光強度を利用する変位計測
法によって被測定物体の表面の光学的形状を測定するこ
とによって、これらの測定値の比較から被測定物体の表
面の幾何学的形状を精密に求める方法。 ２、２周波レーザ光をビームスプリッタに入射し、さら
に、偏光プリズムに入射して、偏光プリズムにより２周
波レーザ光の方向を分離し、一方のレーザ光はレンズを
通し被測定物体の表面に照射し、もう一方のレーザ光は
参照鏡に照射し、両方の反射光が偏光子を通った後干渉
し、干渉計測される、また、被測定物体の表面のみを照
射するレーザ光は、偏光子によつて単独で検出されレン
ズ等の焦点位置を検出する光強度の変化法によって被測
定物体の表面の光学的計測を行い、これらの測定値の比
較から幾何学的形状を精密に計測する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049616A JPH0660814B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049616A JPH0660814B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228512A true JPH02228512A (ja) | 1990-09-11 |
| JPH0660814B2 JPH0660814B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=12836167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049616A Expired - Lifetime JPH0660814B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | 固体表面の高精度レーザ計測方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660814B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064971A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Method and system for measuring profile of large-area using point diffraction light source based on multilateration |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4051443B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2008-02-27 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光学材料の群屈折率精密計測方法及び装置 |
| JP4203831B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2009-01-07 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光学材料の群屈折率精密計測方法 |
-
1989
- 1989-03-01 JP JP1049616A patent/JPH0660814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064971A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Method and system for measuring profile of large-area using point diffraction light source based on multilateration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0660814B2 (ja) | 1994-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |